FR3070668A1 - Diffuseur arriere mobile a engrenage - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un diffuseur arrière (2) de véhicule automobile comprenant au moins un panneau mobile (6) entre une position déployée et une position rétractée lorsque le diffuseur arrière (2) est fixé sur un pare-chocs arrière (4) de véhicule automobile, le diffuseur arrière (2) comprenant un mécanisme motorisé comprenant au moins un engrenage (10) apte à permettre à une partie du panneau mobile (6) en position déployée de se plaquer sous le pare-chocs arrière (4) lorsque le diffuseur arrière (2) est fixé sur un pare-chocs arrière 4) de véhicule automobile
Description
L’invention concerne les diffuseurs arrière de véhicule automobile et plus particulièrement les diffuseurs arrière mobiles.
Le diffuseur arrière est une pièce pouvant être présente à l'arrière d'un véhicule automobile, plus précisément sous le châssis ou bien en partie basse du pare-chocs, et ayant pour but d'améliorer les performances aérodynamiques du véhicule. Il peut par exemple s’agir d’améliorer l’appui au sol du véhicule.
Certains diffuseurs permettent quant à eux d’améliorer les performances aérodynamiques du véhicule en réduisant la traînée du véhicule, c’est-à-dire la force s’opposant au mouvement du véhicule dans l’air. Il s’agit de décaler vers l’arrière les points de décollement de l’air par rapport au véhicule, c’est-à-dire les points au niveau desquels l’air ne suit plus la carrosserie. Cela permet de repousser vers l’arrière la dépression se créant à l’arrière du véhicule et ainsi limiter l’effet de retenue (appelé « effet de succion ») de cette dépression sur le véhicule automobile.
Les solutions actuelles, comme par exemple celle décrite dans le document US 2017/113741, consistent en un diffuseur arrière comprenant un panneau mobile en rotation entre une position rétractée et une position déployée lorsque le véhicule est en mouvement. La rotation de la position déployée à la position rétractée permet de repousser vers l’arrière les points de décollement de l’air et ainsi réduire la traînée du véhicule automobile comme expliqué auparavant. Le panneau mobile est déployé à partir d’une certaine vitesse afin de diminuer la traînée du véhicule et est replié à haute vitesse.
Cependant, et afin de réduire de manière optimale la traînée du véhicule, il peut s’avérer nécessaire d’effectuer un mouvement de rotation important afin de décaler suffisamment vers l’arrière la dépression créée à l’arrière du véhicule. Ce mouvement de rotation important a pour conséquence d’éloigner fortement le panneau mobile du reste du véhicule automobile car le panneau mobile est galbé. De ce fait, la distance entre le centre du panneau mobile et le véhicule est importante. De plus, une rotation selon un angle important (mais nécessaire pour obtenir l’effet attendu) peut conduire à faire passer le panneau mobile sous la garde au sol minimale du véhicule, c’est-à-dire la distance entre le sol et le point le plus bas du châssis qui ne doit pas entrer en contact avec le sol. Ce passage sous la garde au sol conduit à un passage du flux d’air au-dessus du panneau mobile. Ce passage du flux d’air au-dessus du panneau mobile, entre le panneau mobile et la pièce de carrosserie, conduit à augmenter l’appui au sol du véhicule. Or, cette augmentation de l’appui au sol n’est pas une caractéristique recherchée dans ce cas de figure. Pire, l’appui au sol se caractérisant par l’exercice d’une force du haut vers le bas sur le panneau mobile, il est alors difficile de rétracter le panneau mobile voire même de le maintenir en position de manière stable. Il est par conséquent nécessaire de prévoir un dimensionnement important du couple de sortie de l’actionneur permettant les mouvements du panneau mobile.
La force mentionnée ci-dessus génère également des turbulences au niveau du panneau mobile lorsqu’il est déployé, ce qui génère des difficultés pour le maintenir en position. Ces turbulences s’intensifiant à haute vitesse, il devient alors indispensable de rétracter le panneau mobile à haute vitesse en utilisant un actionneur possédant un couple de sortie important.
L’invention a pour but de fournir un diffuseur arrière de véhicule automobile permettant de réduire efficacement la traînée aérodynamique du véhicule automobile tout en garantissant un déploiement et un maintien en position aisés du panneau mobile.
L’invention a pour objet un diffuseur arrière de véhicule automobile comprenant au moins un panneau mobile entre une position déployée et une position rétractée lorsque le diffuseur arrière est fixé sur un pare-chocs arrière de véhicule automobile, le diffuseur arrière comprenant un mécanisme motorisé comprenant au moins un engrenage apte à permettre à une partie du panneau mobile en position déployée de se plaquer sous le pare-chocs arrière lorsque le diffuseur arrière est fixé sur un pare-chocs arrière de véhicule automobile.
Ainsi, le panneau mobile en position déployé ne permet pas à l’air de passer audessus de lui. Ce positionnement permet de diriger l’air depuis le soubassement du véhicule vers la partie inférieure du diffuseur. L’absence de passage d’air sur la partie supérieure du diffuseur permet d’éviter l’exercice d’une force verticale (du haut vers le bas) sur le panneau mobile déployé, ce qui permet de façon plus aisée de rétracter ou de maintenir en position le panneau mobile.
Cette orientation de l’air depuis le soubassement du véhicule vers la partie inférieure du diffuseur limite également les turbulences dues à d'éventuels jeux (« marche aérodynamique »), ou lors des transitions de position du diffuseur (continuité des surfaces à l'échelle aérodynamique). De plus, l’engrenage permet un maintien en position sûr du panneau mobile en position déployée ou rétractée grâce aux points de blocage créés par l’interaction entre les dents des pièces constituant cet engrenage. On peut alors prévoir un actionneur moins puissant et volumineux que ceux selon l’art antérieur.
Le diffuseur arrière selon l’invention peut également comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- le mécanisme motorisé est apte à permettre un déploiement et une rétraction du panneau mobile selon une trajectoire suivant un mouvement combiné de translation et de rotation ;
- l’engrenage comprend au moins deux roues dentées engrenées ;
- les deux roues dentées sont reliées l’une à l’autre par deux bielles montées pivotantes par rapport aux roues dentées ;
- une première roue dentée est apte à tourner autour de son axe principal, une seconde roue dentée étant apte à se déplacer le long de la première roue dentée ;
- la seconde roue dentée comprend un bras fixé sur le panneau mobile ;
- le mécanisme motorisé comprend une roue et une came apte à permettre la variation de la position de la roue ;
- le mécanisme motorisé comprend en outre une courroie apte à permettre le déploiement de la roue dentée le long de la came ; et
- le mécanisme motorisé comprend plusieurs engrenages et un dispositif apte à permettre de sélectionner un engrenage parmi lesdits plusieurs engrenages.
L’invention concerne également un pare-chocs arrière comprenant un diffuseur arrière selon l’invention.
Nous allons maintenant présenter des modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemple non limitatifs et à l’appui des figures annexées sur lesquelles :
- la figure 1 représente un véhicule dont le pare-chocs arrière comprend un diffuseur arrière selon l’invention, le diffuseur arrière étant en position rétractée ;
- la figure 2 représente un véhicule dont le pare-chocs arrière comprend un diffuseur arrière selon l’invention, le diffuseur arrière étant en position déployée ;
- la figure 3 est un agrandissement d’un mécanisme motorisé de déploiement et de rétraction du panneau mobile du diffuseur arrière des figures 1 et 2 selon un premier mode de réalisation de l’invention, le mécanisme motorisé étant dans une configuration correspondant au panneau mobile en position rétractée ;
- la figure 4 est un agrandissement d’un mécanisme motorisé de déploiement et de rétraction du panneau mobile du diffuseur arrière des figures 1 et 2 selon le premier mode de réalisation de l’invention, le mécanisme motorisé étant dans une configuration correspondant au panneau mobile en cours de déploiement ou de rétraction ;
- la figure 5 est un agrandissement d’un mécanisme motorisé de déploiement et de rétraction du panneau mobile du diffuseur arrière des figures 1 et 2 selon le premier mode de réalisation de l’invention, le mécanisme motorisé étant dans une configuration correspondant au panneau mobile en position déployée ; et
- la figure 6 est une vue de côté d’un mécanisme motorisé de déploiement et de rétraction du panneau mobile des figures 1 et 2 selon un second mode de réalisation de l’invention.
Les figures représentent un diffuseur arrière dans sa configuration montée sur une pièce de carrosserie de véhicule automobile, plus précisément un pare-chocs arrière de véhicule automobile.
Par la suite, les termes tels que « axe longitudinal X >>, « axe transversal Y >>, « axe vertical Z >>, « avant », « arrière >>, « au- dessus >>, « supérieur >>, « en-dessous >>, « inferieur >>, etc. s’entendent par référence à l’orientation usuelle des véhicules automobiles selon le repère représenté sur la figure 1.
Les figures 1 et 2 illustrent un diffuseur arrière 2 de véhicule automobile, par exemple réalisé en matière plastique, monté sur un pare-chocs arrière 4, par exemple lui aussi réalisé en matière plastique, et comprenant au moins un panneau mobile 6 entre une position déployée et une position rétractée lorsque le diffuseur arrière 2 est fixé sur le pare-chocs arrière 4 de véhicule automobile, le diffuseur arrière 2 comprenant un mécanisme motorisé apte à permettre à une partie du panneau mobile 6 en position déployée de se plaquer contre la pièce de carrosserie 4, ici le pare-chocs arrière 4, lorsque le diffuseur arrière 2 est fixé sur le pare-chocs arrière 4. Le diffuseur arrière 2 peut également comprendre une partie fixe, par exemple un cadre fixé au pare-chocs arrière 4, non représentée sur les figures.
Le diffuseur arrière 2 est par conséquent apte à passer d’une position rétractée représentée à la figure 1, dans laquelle le panneau mobile 6 peut être plaqué contre le pare-chocs arrière 4, à une position déployée, dans laquelle une extrémité basse 8 du panneau mobile 6 est plaquée sous le pare-chocs arrière 4, plus précisément sous la ligne basse du véhicule correspondant à la ligne de décollement du flux d’air du parechocs arrière 4. Cette configuration en position déployée permet d’empêcher l’air de passer au-dessus du panneau mobile ce qui permet d’éviter la formation d’appui selon une direction parallèle à un axe vertical Z tout en permettant de réduire la traînée aérodynamique en repoussant vers l’arrière les points de décollement du flux d’air.
Il est possible de conserver une distance de l’ordre de 1 à 2 centimètres entre le parechocs arrière 4 et le panneau mobile 6 en position rétractée afin de ménager un espace permettant de contenir des saletés, qui pourraient se déposer lorsque le panneau mobile 6 est en position déployée, et ce sans gêner le mécanisme motorisé.
Le panneau mobile 6 est donc apte, grâce à une trajectoire suivant un mouvement combiné de translation et de rotation, à s’éloigner dans un premier temps du pare-chocs arrière 4 (l’extrémité haute 9 du panneau mobile 6 s’éloigne fortement du pare-chocs arrière) puis à passer sous la jupe du véhicule automobile afin que l’extrémité 8 du panneau mobile 6 soit plaquée sous le pare-chocs arrière 4. La trajectoire du panneau mobile 6 lui permet de s’éloigner du véhicule avant de se plaquer contre ce dernier ce qui permet d’éviter d’endommager le panneau mobile 6 à cause d’éventuels frottements.
Le diffuseur arrière 2 peut comprendre un ou plusieurs mécanismes motorisés aptes à déployer et rétracter le panneau mobile 6. Le mécanisme motorisé comprend au moins un engrenage 10 représenté sur les figures 3 à 5. Il peut s’agir d’un seul engrenage situé au centre du diffuseur dans une direction parallèle à l’axe transversal Y du véhicule ou de deux engrenages excentrés.
Cet engrenage 10 peut être composé de deux roues dentées 12 et 14 engrenées. Les deux roues dentées 12 et 14 sont reliées l’une à l’autre par des bielles 16 et 18 montées pivotantes au niveau de leurs points de fixation aux roues dentées 12 et 14. Cela permet à ces dernières de bouger l’une par rapport à l’autre.
La première roue dentée 12 (la plus grosse des deux roues) peut être mise en mouvement par un actionneur (non représenté) pouvant par exemple être un moteur à rotation pouvant être déporté ou non. Cet actionneur peut mettre en rotation la première roue dentée 12 autour de son axe principal A. Cette rotation permet le déplacement de la seconde roue dentée 14 autour de la première roue dentée 12 par interaction entre les dents des deux roues dentées 12 et 14, comme cela est visible sur les figures 3 à 5 sur lesquelles on constate ce déplacement.
La seconde roue dentée 14 (la plus petite des deux roues) comprend, en plus de sa capacité à se déplacer autour de la première roue dentée 12, un bras 20, ici rectiligne, solidaire à une de ces extrémités à la seconde roue dentée 14 et à son autre extrémité au panneau mobile 6 (liaison non représentée sur les figures 3 à 5). Cette liaison permet de transmettre le mouvement de la seconde roue dentée 14 au panneau mobile 6 afin de permettre à ce dernier de se déplacer selon les mouvements indiqués ci-dessus. A cet effet, un dimensionnement approprié des roues dentées 12 et 14, de la taille des dents des roues dentées 12 et 14 ou encore de la taille du bras 20 ainsi que son positionnement entre la roue dentée 14 et le panneau mobile 6 permet d’assurer un mouvement adéquat du panneau mobile 6.
Un autre avantage d’un engrenage selon l’invention est que la première roue dentée 12 peut être standardisée et la seconde roue dentée 14 ainsi que le bras 20 sont alors personnalisés en fonction du véhicule comprenant le panneau mobile 6 et du mouvement du panneau mobile 6 que l’on souhaite obtenir pour ce véhicule. L’utilisation d’un engrenage permet d’avoir un mécanisme de déploiement/rétraction compacte et nécessitant peu de composants. La compacité permet également de facilement isoler le mécanisme des gravillons ou des projections de boue et/ou pluie car il ne s’agit pas d’un mécanisme « aéré >>, c’est-à-dire ne comprenant pas de grands espaces entre les éléments le composant.
Il s’agit d’un mécanisme créant des points de verrouillage naturels permettant un bon maintien en position du panneau mobile 6 (peu de jeu ente les pièces et peu de vibration) lorsque l’engrenage est immobile, mais également lorsque le dispositif est en mouvement de déploiement/rétraction (contrairement à un dispositif dans lequel un actionneur est apte à bloquer facilement un panneau mobile dans une direction en présentant un jeu dans l’autre direction sauf à prévoir un effort permanent via un moyen moteur ce qui implique une consommation énergétique importante).
Lors du déploiement du panneau mobile 6 (par exemple lorsque le véhicule atteint une certaine vitesse), l’engrenage est tout d’abord dans la configuration représentée à la figure 3. L’actionneur met en mouvement la première roue dentée 12 qui tourne autour de son axe principal A. Cela a pour conséquence de déplacer la seconde roue dentée 14 atour de la première roue dentée 12 et, grâce au bras 20, de déplacer le panneau mobile 6 de sa position rétractée à sa position déployée (de la figure 3 à la figure 5 en passant par la figure 4). Le passage du panneau mobile 6 de sa position déployée à sa position rétractée est réalisé de la même manière avec un actionneur permettant à la première roue dentée 12 de tourner en sens inverse par rapport à sa rotation lors du déploiement du panneau mobile 6.
Dans un second mode de réalisation représenté à la figure 6, l’engrenage comprend une came 22 en complément d’une roue 24 et d’une courroie 26. Cette roue 24 est formée de deux roues coaxiales, une roue dentée 24a et une roue crantée 24b, la roue dentée 24a est en contact avec la came 22 qui est dentée tandis que la roue crantée 24b est en contact avec la courroie 26. Ces deux roues 24a et 24b ne sont pas solidaires et tournent librement l’une par rapport à l’autre, tout en restant coaxiale. De plus, de la même façon, le point de fixation 28 est formé de deux roues coaxiales, avec d’une part une roue (non représentée) sur laquelle est fixée la came 22 et d’autre part une roue 28a qui est crantée et qui est en contact avec la courroie 26 (la courroie peut être crantée ou lisse).
La came 22 est dentée et montée pivotante autour de son point de fixation 28 sur le véhicule. Ce mouvement, symbolisé par la flèche 30, permet de régler la position de l’engrenage (position modifiée en fonction des besoins du véhicule, du type de route, du type de conduite ou encore de la charge emportée du véhicule (pouvant faire varier la garde au sol du véhicule)) et peut être assuré par un actionneur relié à la came 22. La roue dentée 24a est engrenée avec la came 22 et est apte à se déplacer le long de la came 22. La courroie 26 est déformable élastiquement afin de permettre le déplacement des roues 24a et 24b le long de la came tout en maintenant le contact entre la roue dentée 24a et la came 22. La courroie 26 est apte à tourner grâce à un actionneur qui peut être présent au niveau du point de fixation 28 de la came 22 au véhicule et elle entraîne la roue crantée 24b. La roue crantée 24b peut être reliée au panneau mobile 6 de la même manière que la roue dentée 14, c’est-à-dire par l’intermédiaire d’un bras solidaire à une de ces extrémités de la roue crantée 24b et à son autre extrémité solidaire du panneau mobile 6.
Lors du déploiement ou bien avant ce déploiement, l’actionneur permettant le mouvement de la came 22 peut mettre en mouvement la came 22 afin de régler si nécessaire la position du mécanisme de déploiement/rétraction, c’est-à-dire que l’axe de l’engrenage change de position, les roues coaxiales 24a et 24b restent dans les mêmes plans. Ensuite, la courroie 26 est mise en mouvement grâce à la roue 28a qui est actionnée en rotation sur l’axe pour mettre en mouvement la courroie 26, qui engendre la rotation de la roue crantée 24b pour déployer et rétracter le diffuseur arrière. On note au passage que les mouvements de la came 22 et de la courroie 26 sont dissociés dans l’exemple décrit. La mise en mouvement de la came 22 ainsi que sa capacité à se déformer élastiquement permettent un déplacement de la roue dentée 24a le long de la came 22 uniquement pour adapter la position de l’axe des roues coaxiales 24a et 24b. La liaison de la roue crantée 24b au panneau mobile permet un déplacement de ce dernier simultané à celui de cette roue crantée 24b. La rétraction s’effectue de la même manière avec une rotation en sens inverse de la courroie 26.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier.
Il est par exemple possible que le ou les engrenages soient composés d’une roue dentée identique à la première roue dentée 12 et de plusieurs autres roues dentées permettant d’obtenir des cinématiques de déploiement du panneau mobile différentes. A l’aide d’un système proche de celui d’une boîte de vitesse, la roue dentée identique à la première roue dentée 12 peut alors mettre en mouvement une des autres roues dentées afin de permettre un déploiement spécifique du panneau mobile, par exemple en fonction des besoins du véhicule, du type de route, du type de conduite ou encore de la charge emportée du véhicule (pouvant faire varier la garde au sol du véhicule).
Nomenclature
Premier mode de réalisation : diffuseur arrière : pare-chocs arrière : panneau mobile : extrémité basse du panneau mobile : extrémité haute du panneau mobile : engrenage : première roue dentée : seconde roue dentée
16, 18 : bielles de liaison : bras
A : axe principal de la première roue dentée
Second mode de réalisation : came : roue
24a : roue dentée
24b : roue crantée : courroie : point de fixation de la came au véhicule
28a : roue crantée : déplacement de la came
Claims (10)
- Revendications1. Diffuseur arrière (2) de véhicule automobile caractérisé en ce qu’il comprend au moins un panneau mobile (6) entre une position déployée et une position rétractée lorsque le diffuseur arrière (2) est fixé sur un pare-chocs arrière (4) de véhicule automobile, le diffuseur arrière (2) comprenant un mécanisme motorisé comprenant au moins un engrenage (10) apte à permettre à une partie du panneau mobile (6) en position déployée de se plaquer sous le pare-chocs arrière (4) lorsque le diffuseur arrière (2) est fixé sur un pare-chocs arrière 4) de véhicule automobile.
- 2. Diffuseur arrière (2) selon la revendication précédente, dans lequel le mécanisme motorisé est apte à permettre un déploiement et une rétraction du panneau mobile (6) selon une trajectoire suivant un mouvement combiné de translation et de rotation.
- 3. Diffuseur arrière (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’engrenage (10) comprend au moins deux roues dentées (12, 14) engrenées.
- 4. Diffuseur arrière (2) selon la revendication 3, dans lequel les deux roues dentées (12, 14) sont reliées l’une à l’autre par deux bielles (16, 18) montées pivotantes par rapport aux roues dentées (12, 14).
- 5. Diffuseur arrière (2) selon l’une quelconque des revendications 3 et 4, dans lequel une première roue dentée (12) est apte à tourner autour de son axe principal (A), une seconde roue dentée (14) étant apte à se déplacer le long de la première roue dentée (12).
- 6. Diffuseur arrière (2) selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel la seconde roue dentée (14) comprend un bras (20) fixé sur le panneau mobile (6).
- 7. Diffuseur arrière (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le mécanisme motorisé comprend une roue (24) et une came (22) apte à permettre la variation de la position de la roue (24).
- 8. Diffuseur arrière (2) selon la revendication 7, dans lequel le mécanisme motorisé comprend en outre une courroie (26) apte à permettre le déplacement de la roue (24) le long de la came (22).
- 9. Diffuseur arrière (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le mécanisme motorisé comprend plusieurs engrenages et un dispositif apte à5 permettre de sélectionner un engrenage parmi lesdits plusieurs engrenages.
- 10. Pare-chocs arrière (4) de véhicule automobile comprenant un diffuseur arrière (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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2018
- 2018-09-07 WO PCT/EP2018/074196 patent/WO2019048636A1/fr unknown
- 2018-09-07 EP EP18765444.7A patent/EP3678924A1/fr not_active Withdrawn
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Legal Events
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Effective date: 20190308 |
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