FR3038561B1 - IMPACT ABSORPTION SYSTEM FOR CONSUMABLE FLUID RESERVOIR - Google Patents
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Abstract
L'invention porte principalement sur un ensemble sous-plancher (10) d'un véhicule automobile comprenant : - une traverse arrière (3) - un réservoir de fluide consommable (2), et - une zone de débattement (Z) correspondant à la zone dans laquelle le réservoir (2) peut se déplacer par rapport à la traverse arrière (3) en cas de choc, caractérisé en ce que ledit ensemble comprend en outre un système d'absorption de choc (1) situé dans ladite zone de débattement (Z) pour absorber au moins en partie une énergie cinétique dudit réservoir (2) en mouvement lors d'un choc..The invention relates mainly to a sub-floor assembly (10) of a motor vehicle comprising: - a rear crossmember (3) - a consumable fluid reservoir (2), and - a travel zone (Z) corresponding to the zone in which the reservoir (2) can move relative to the rear crossmember (3) in the event of impact, characterized in that said assembly further comprises a shock absorption system (1) located in said travel zone (Z) for absorbing at least partly a kinetic energy of said reservoir (2) in motion during a shock.
Description
SYSTEME D’ABSORPTION DE CHOC POUR RESERVOIR DE FLUIDE CONSOMMABLEIMPACT ABSORPTION SYSTEM FOR CONSUMABLE FLUID RESERVOIR
[0001] L’invention porte sur un système d’absorption de choc pour réservoir de fluide consommable, notamment de carburant ou de liquide réactif par exemple pour la dépollution des gaz d'échappement, -du type précurseur d’ammoniac comme de l’urée en phase aqueuse notamment- ainsi que sur le véhicule automobile correspondant. Par soucis de concision, on parlera plutôt de l’exemple du réservoir de carburant, bien que l’invention soit donc également applicable à des réservoirs pour d’autres fluides.The invention relates to a shock absorbing system for consumable fluid reservoir, in particular fuel or reactive liquid for example for the cleanup of exhaust gases, the ammonia precursor type as the urea in particular aqueous phase and the corresponding motor vehicle. For the sake of conciseness, we will speak rather of the example of the fuel tank, although the invention is therefore also applicable to tanks for other fluids.
[0002] Lors d’un choc frontal et plus particulièrement lors d’une collision entre deux véhicules ou lors d’homologations consistant par exemple à lancer un véhicule sur un mur rigide à une vitesse prédéterminée, le réservoir de carburant doit être amorti afin de limiter son déplacement dans le véhicule, ainsi que les risques de fuite carburant.During a frontal impact and more particularly during a collision between two vehicles or during approvals consisting for example in launching a vehicle on a rigid wall at a predetermined speed, the fuel tank must be damped in order to limit its movement in the vehicle, as well as the risk of fuel leakage.
[0003] Afin de limiter le déplacement du réservoir lors d’un choc, il est possible d’utiliser des moyens de fixation du réservoir à sa structure caisse, comme cela est divulgué par le document US7758075.In order to limit the displacement of the tank during an impact, it is possible to use means for fixing the tank to its body structure, as disclosed by US7758075.
[0004] Afin de dissiper l’énergie du choc, le document FR3004388 enseigne la réalisation de réservoirs comportant une paroi inférieure présentant à sa surface des nervures dissipant l’énergie du choc entre le réservoir et le sol par déformation des nervures.To dissipate the energy of the shock, the document FR3004388 teaches the realization of tanks having a lower wall having on its surface ribs dissipating the energy of the impact between the reservoir and the soil by deformation of the ribs.
[0005] Il existe aussi des parois de réservoir munies d’éléments antivibratoires pour absorber les vibrations du réservoir comme décrits dans le document EP 2 033 829. Cependant ces éléments antivibratoires sont uniquement conçus dans un but acoustique afin d’éviter les nuisances sonores et ne sont pas adaptés à retenir le réservoir en cas de choc.There are also tank walls provided with antivibration elements to absorb the vibrations of the tank as described in EP 2 033 829. However, these antivibration elements are only designed for acoustic purposes to avoid noise and noise. are not suitable for holding the tank in case of impact.
[0006] Le document FR 2 794 406 propose un dispositif d’absorption d’énergie cinétique produite par un choc sur le réservoir. Cependant pour utiliser un tel dispositif, toute la structure du réservoir nécessite d’être modifiée de façon à ce qu’il présente à sa surface des cavités dans lesquelles sont logés les dispositifs d’absorption de forme complémentaire.Document FR 2 794 406 proposes a device for absorbing kinetic energy produced by a shock on the reservoir. However, to use such a device, the entire structure of the reservoir needs to be modified so that it has on its surface cavities in which are housed complementary form of absorption devices.
[0007] L’invention vise à remédier efficacement à au moins un des inconvénients précités en proposant un ensemble sous-plancher d’un véhicule automobile comprenant : - une traverse arrière - un réservoir de fluide consommable, par exemple de carburant, et - une zone de débattement correspondant à la zone dans laquelle le réservoir de carburant peut se déplacer par rapport à la traverse arrière en cas de choc, tel que ledit ensemble comprend en outre un système d’absorption de choc situé dans ladite zone de débattement pour absorber au moins en partie une énergie cinétique dudit réservoir en mouvement lors d’un choc.The invention aims to effectively remedy at least one of the aforementioned drawbacks by providing a sub-floor assembly of a motor vehicle comprising: - a rear crossmember - a consumable fluid reservoir, for example fuel, and - a deflection zone corresponding to the zone in which the fuel tank can move relative to the rear cross member in the event of impact, such that said assembly further comprises a shock absorption system located in said deflection zone to absorb at the less in part a kinetic energy of said tank in motion during a shock.
[0008] Le fluide consommable est de préférence en phase liquide.The consumable fluid is preferably in the liquid phase.
[0009] II peut s’agir de carburant ou de tout liquide réactif, notamment utilisé dans le traitement des gaz d’échappement, comme de l’urée en phase aqueuse.It may be fuel or any reactive liquid, especially used in the treatment of exhaust gas, such as urea in the aqueous phase.
[0010] L’invention permet ainsi de limiter un déplacement du réservoir dans le véhicule pour éviter que l’inertie du réservoir due au choc arrache les moyens de fixation entre le réservoir et le véhicule, ou que ces moyens de fixation exercent des efforts trop importants sur le réservoir susceptibles d’entraîner une déchirure de son enveloppe. En outre, du fait de l’installation du système d’absorption des chocs rapporté, l’invention est aisément adaptable aux réservoirs existants.The invention thus limits a displacement of the tank in the vehicle to prevent the inertia of the tank due to shock tears the fastening means between the tank and the vehicle, or that these fastening means exert too much effort. tank may cause a tear in its envelope. In addition, because of the installation of the reported shock absorption system, the invention is easily adaptable to existing tanks.
[0011] Selon une réalisation, ledit système d’absorption de choc est apte à se déformer pour limiter un déplacement dudit réservoir en cas de choc.In one embodiment, said shock absorbing system is adapted to deform to limit a displacement of said reservoir in case of shock.
[0012] Selon une réalisation, ledit système d’absorption de choc est fixé à un élément de structure, tel que le réservoir, ladite traverse arrière ou un renfort de caisse.In one embodiment, said shock absorbing system is attached to a structural element, such as the tank, said rear cross member or a body reinforcement.
[0013] Selon une réalisation, ledit réservoir est fixé au véhicule à l’aide de moyens de fixation. L’invention permet ainsi de limiter les efforts appliqués par lesdits moyens de fixation sur ledit réservoir lors d’un choc.According to one embodiment, said reservoir is attached to the vehicle by means of fixing means. The invention thus makes it possible to limit the forces applied by said fastening means on said tank during an impact.
[0014] Selon une réalisation, les moyens de fixation comportent des pattes de fixation.In one embodiment, the fixing means comprise fixing lugs.
[0015] Selon une réalisation, les moyens de fixation comportent des sangles de fixation.In one embodiment, the fastening means comprise fastening straps.
[0016] Selon une réalisation, ledit réservoir de carburant est positionné dans une zone de rang deux située sous des sièges des passagers arrière du véhicule.In one embodiment, said fuel tank is positioned in a tier two zone located under the seats of the rear passengers of the vehicle.
[0017] Selon une réalisation, ledit système d’absorption de choc est réalisé dans un matériau à base de métal ou d’alliage métallique ou de polymère(s). Les polymères peuvent être renforcés. Il peut s’agir par exemple, de métal, de caoutchouc, de matériau plastique ou élastomère. On peut citer les matériaux plastiques de type rigide, comme les polymères de la famille des polyamides ou d’ABS (pour acrylonitrile butadiène styrène), et des matériaux plastiques de type souple du type PE (polyéthylène) comme le PEHD (polyéthylène haute densité).According to one embodiment, said shock absorption system is made of a material based on metal or metal alloy or polymer (s). The polymers can be strengthened. It may be for example, metal, rubber, plastic or elastomeric material. Plastics of the rigid type can be mentioned, such as polymers of the family of polyamides or of ABS (for acrylonitrile butadiene styrene), and plastic materials of the flexible type of PE type (polyethylene) such as HDPE (high density polyethylene). .
[0018] L'invention a également pour objet un véhicule automobile comportant un ensemble sous-plancher selon l'invention.The invention also relates to a motor vehicle comprising a sub-floor assembly according to the invention.
[0019] L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention.The invention will be better understood on reading the description which follows and the examination of the figures that accompany it. These figures are given for illustrative but not limiting of the invention.
[0020] La figure 1 est une vue en perspective de côté d'un ensemble sous-plancher selon la présente invention; [0021] La figure 2 est une vue de dessous d’un ensemble sous-plancher selon la présente invention; [0022] La figure 3 est une représentation graphique de l’accélération subie par un réservoir lors d’un choc frontal; [0023] La figure 4 est une représentation graphique du déplacement subi par un réservoir avec ou sans système d’absorption de choc lors d’un choc frontal; [0024] Les figures 5a, 5b et 5c sont des vues en perspective d’un réservoir sans système d’absorption de choc respectivement du côté gauche avant choc, du côté gauche après choc et du côté droit après choc; [0025] Les figures 6a et 6b sont des vues en perspective après simulation d’un choc frontal d’une patte de fixation d’un réservoir respectivement sans système d’absorption de choc et avec système d’absorption de choc.Figure 1 is a side perspective view of a subfloor assembly according to the present invention; Figure 2 is a bottom view of a subfloor assembly according to the present invention; Figure 3 is a graphical representation of the acceleration experienced by a reservoir during a frontal impact; Figure 4 is a graphical representation of the displacement undergone by a tank with or without shock absorption system during a frontal impact; Figures 5a, 5b and 5c are perspective views of a tank without shock absorption system respectively of the left side before impact, the left side after shock and the right side after shock; Figures 6a and 6b are perspective views after simulation of a frontal impact of a fastening lug of a tank respectively without shock absorption system and with shock absorption system.
[0026] Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre.Identical, similar or similar elements retain the same reference from one figure to another.
[0027] La figure 1 montre un ensemble sous-plancher 10 comprenant une traverse arrière 3 ainsi qu’un réservoir de carburant 2. Le réservoir 2 est positionné par exemple dans une zone de rang deux située sous les sièges des passagers arrière.[0027] Figure 1 shows a sub-floor assembly 10 comprising a rear cross member 3 and a fuel tank 2. The tank 2 is positioned for example in a tier two area located under the rear passenger seats.
[0028] Le réservoir 2 pourra être fixé au véhicule à l’aide de pattes de fixation 20 et d’au moins une sangle de fixation 21 bien visibles sur la figure 2. Dans l’exemple de réalisation, les pattes de fixation 20 situées au niveau des coins du réservoir 2 viennent de matière avec le réservoir 2 et présentent des ouvertures autorisant le passage d’un organe de fixation de type vis ou rivet pour assurer la fixation du réservoir 2 au plancher du véhicule.The tank 2 may be attached to the vehicle with the fixing lugs 20 and at least one fastening strap 21 clearly visible in Figure 2. In the embodiment, the fastening lugs 20 located at the corners of the tank 2 are made of material with the tank 2 and have openings allowing the passage of a screw-type fastener or rivet to secure the tank 2 to the floor of the vehicle.
[0029] Par ailleurs, la sangle de fixation 21 coopère avec un renfoncement ménagé dans la face inférieure du réservoir 2 et présente une première extrémité fixée à la traverse 3 et une deuxième extrémité fixée à un élément sous plancher situé du côté opposé à la traverse 3. A cet effet, chaque extrémité pourra présenter au moins une ouverture autorisant le passage d’un organe de fixation de forme correspondante, tel qu’une vis ou un rivet. Les moyens 20, 21 permettent ainsi de maintenir le réservoir 2 en position et de limiter son déplacement en direction de la traverse 3 en cas de choc.Furthermore, the fastening strap 21 cooperates with a recess formed in the lower face of the tank 2 and has a first end attached to the cross member 3 and a second end attached to an underfloor element located on the side opposite the cross member. 3. For this purpose, each end may have at least one opening allowing the passage of a fastener of corresponding shape, such as a screw or a rivet. The means 20, 21 thus make it possible to hold the tank 2 in position and to limit its displacement in the direction of the cross member 3 in the event of an impact.
[0030] En outre, une zone de débattement Z s’étend entre le réservoir 2 et la traverse 3. Cette zone Z correspond à la zone dans laquelle le réservoir 2 peut se déplacer par rapport à la traverse arrière 3 en cas de choc, en particulier lors d’un choc frontal.In addition, a clearance zone Z extends between the tank 2 and the crossbar 3. This zone Z corresponds to the area in which the tank 2 can move relative to the rear cross member 3 in case of impact, especially during a frontal impact.
[0031] Un système d’absorption de choc 1 est situé dans la zone de débattement Z pour absorber au moins en partie l’énergie cinétique du réservoir 2 en mouvement lors d’un choc et donc pour limiter le déplacement du réservoir 2 vers la traverse 3. Le système d’absorption de choc 1 pourra être fixé soit sur le réservoir 2, soit sur la traverse de train arrière 3, soit sur un renfort de caisse, soit sur la caisse, ou sur tout autre élément de structure. En variante, il est possible d’utiliser plusieurs systèmes d’absorption de choc 1, par exemple deux systèmes 1, fixé chacun sur un élément de structure différent.A shock absorbing system 1 is located in the deflection zone Z to absorb at least partly the kinetic energy of the reservoir 2 in motion during an impact and therefore to limit the displacement of the reservoir 2 towards the 3. The shock absorbing system 1 may be attached either to the tank 2, or to the rear cross beam 3, or a box reinforcement, or on the body, or on any other structural element. Alternatively, it is possible to use several shock absorption systems 1, for example two systems 1, each attached to a different structural element.
[0032] Le système d’absorption de choc 1 est constitué de préférence d’un matériau apte à absorber les chocs et à diminuer l’inertie du réservoir 2 pour éviter d’arracher les moyens de fixation 20, 21. De préférence, le système d’absorption de choc 1 est réalisé en un matériau compressible. De manière non limitative, le choix du matériau pourra être effectué parmi un ou plusieurs des matériaux suivants : plastique dur ou tendre, métal, caoutchouc, ou matériau élastomère. Dans un exemple particulier de réalisation, le système d’absorption de choc 1 présente une épaisseur de l’ordre de 50mm.The shock absorbing system 1 is preferably made of a material capable of absorbing shocks and reducing the inertia of the reservoir 2 to avoid tearing the fastening means 20, 21. Preferably, the shock absorption system 1 is made of a compressible material. Without limitation, the choice of material may be made from one or more of the following materials: hard or soft plastic, metal, rubber, or elastomeric material. In a particular embodiment, the shock absorption system 1 has a thickness of the order of 50mm.
[0033] Le débattement total du réservoir 2 correspondant à la somme du débattement des moyens de fixation 20, 21 et de la déformée du réservoir 2, le système d’absorption de choc 1 est situé de préférence à un endroit de plus grand débattement par rapport à la traverse arrière 3 tout en prenant appui sur une surface suffisamment large de l’enveloppe du réservoir 2 pour répartir toutes les contraintes.The total displacement of the reservoir 2 corresponding to the sum of the deflection of the fastening means 20, 21 and the deformation of the reservoir 2, the shock absorption system 1 is preferably located at a location of greater deflection by relative to the rear cross member 3 while bearing on a sufficiently large surface of the shell of the tank 2 to distribute all the constraints.
[0034] La figure 3 représente la courbe d’accélération subie par le réservoir à carburant 2 durant un choc frontal. Lors de ce choc se produisant par exemple lors d’une homologation sur mur rigide, le véhicule s’écrase sur le mur et le réservoir 2 continue à avancer vers la traverse arrière 3 du fait de son énergie cinétique, et ce bien qu’il soit maintenu sous le plancher du véhicule par les moyens de fixation 20, 21.Figure 3 shows the acceleration curve undergone by the fuel tank 2 during a frontal impact. During this shock occurring for example during a certification on a rigid wall, the vehicle crashes on the wall and the tank 2 continues to advance towards the rear cross member 3 because of its kinetic energy, and although is held under the floor of the vehicle by the fixing means 20, 21.
[0035] Le graphique de la figure 4 compare le déplacement du réservoir 2 lors d’un choc frontal en présence d’un système d’absorption 1, courbe C1, ou sans système d’absorption 1, courbe C2. On remarque alors que le déplacement du réservoir 2 est réduit en présence du système d’absorption de choc 1. En outre, il apparait que pour un réservoir 2 sans système d’absorption de choc 1, les moyens de fixation 20, 21 se déforment de manière excessive pouvant aller jusqu’au détachement du réservoir 2, ce qui cause la présence de plusieurs déchirures 4 au niveau des moyens de fixations 20, 21 (cf. figures 5a, 5b, 5c, et 6a). Cela est dû à l’inertie du réservoir 2 liée principalement à la masse du carburant créant une déformation de l’enveloppe du réservoir 2.The graph of FIG. 4 compares the displacement of the reservoir 2 during a frontal impact in the presence of an absorption system 1, curve C1, or without absorption system 1, curve C2. It should be noted that the displacement of the tank 2 is reduced in the presence of the shock absorption system 1. In addition, it appears that for a tank 2 without a shock absorption system 1, the fastening means 20, 21 deform excessively up to the detachment of the reservoir 2, which causes the presence of several tears 4 at the fastening means 20, 21 (see Figures 5a, 5b, 5c, and 6a). This is due to the inertia of the tank 2 mainly related to the mass of the fuel creating a deformation of the shell of the tank 2.
[0036] En revanche, pour un réservoir 2 ayant subi un choc frontal en présence du système d’absorption 1, on remarque que la patte de fixation 20 a subi une déformation réduite et reste attachée au réservoir 2. De plus, les déchirures 4 sont moins importantes que sans système d’absorption de choc 1. Ainsi, le système d’absorption de choc 1 permet d’éviter que l’énergie cinétique ou l’inertie du réservoir 2 due au choc arrache les moyens de fixation 20, 21 du réservoir 2 au véhicule, ce qui permet en même temps de limiter son déplacement vers la traverse arrière 3 et le véhicule.In contrast, for a tank 2 having suffered a frontal impact in the presence of the absorption system 1, we note that the bracket 20 has undergone a reduced deformation and remains attached to the tank 2. In addition, the tears 4 are less important than without shock absorption system 1. Thus, the shock absorption system 1 prevents the kinetic energy or the inertia of the tank 2 due to the shock tears the fastening means 20, 21 from tank 2 to the vehicle, which at the same time makes it possible to limit its movement towards the rear cross member 3 and the vehicle.
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Owner name: PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA, FR Effective date: 20180312 |
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