FR3075749A1

FR3075749A1 - Becquet de vehicule automobile comprenant une lame aerodynamique comprenant plusieurs ailettes

Info

Publication number: FR3075749A1
Application number: FR1763201A
Authority: FR
Inventors: Franck Leterrier; Arnaud ESCOFFIER
Original assignee: Plastic Omnium SE
Current assignee: Plastic Omnium SE
Priority date: 2017-12-26
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2019-06-28
Anticipated expiration: 2037-12-26
Also published as: FR3075749B1; CN111491855A; EP3732090A1; WO2019129794A1

Abstract

L'invention concerne un becquet arrière (4) de véhicule automobile (2) caractérisé en ce qu'il comprend une lame aérodynamique mobile (8), la lame aérodynamique mobile (8) étant constituée de plusieurs ailettes (10), chacune des ailettes (10) étant mobile en rotation autour d'un axe de rotation (A) lui étant propre.

Description

L’invention concerne le domaine de l’automobile et plus particulièrement celui des becquets de véhicule automobile.

On appelle becquet (ou spoiler en anglais) une pièce de carrosserie formant une extension positionnée à l’arrière du toit, et destinée à améliorer les performances aérodynamiques du véhicule sur laquelle cette pièce est placée. Les becquets sont également utilisés pour des aspects esthétiques du véhicule. Ils sont généralement situés et fixés en partie haute et arrière du véhicule, le plus souvent entre le toit et le bord supérieur de la lunette, soit sur le toit ou soit sur le hayon.

On connaît des becquets comprenant une lame aérodynamique mobile, c’est-à-dire un élément permettant d’améliorer les performances aérodynamiques en décalant plus vers l’arrière du véhicule les points de décollement de l’air par rapport au véhicule, (i.e. les points au niveau desquels l’air ne suit plus la carrosserie), apte à se déployer par translation entre une position rétractée à l’intérieur du becquet et une position déployée. C’est notamment le cas d’une lame aérodynamique mobile déployée vers l’arrière du véhicule de manière rectiligne comme décrite dans le document DE 19 902 289.

Cependant, l’utilisation d’un mécanisme à rails ou à glissières présente de nombreux inconvénients.

Tout d’abord, un mécanisme à glissières est un mécanisme relativement encombrant, notamment dans la direction de déploiement, dite axiale, de la lame aérodynamique mobile. En effet, l’encombrement axial minimal du mécanisme en position rétractée est supérieur à la course de déploiement et ce d’autant plus que le déploiement en porte-à-faux est important. En effet, il faut que la longueur de la glissière permette d’assurer la course de déploiement souhaitée tout en conservant une longueur en prise entre les différentes branches de chaque glissière nécessaire pour assurer le guidage précis jusqu’en bout de course et la robustesse et le soutien robuste de la lame aérodynamique mobile et des efforts qui lui sont appliqués, notamment les efforts aérodynamiques subis par la position déployée en porte-à-faux.

De façon générale, l’alternance des positions déployée/rétractée de la lame aérodynamique entre l’extérieur et l’intérieur du becquet ne permet de mettre en œuvre une étanchéité parfaite pour protéger le mécanisme des pollutions venant de l’environnement extérieur (pluie, neige, givre, poussières, feuilles mortes ...). De plus, un mécanisme à glissières est particulièrement vulnérable puisque son bon fonctionnement dépend essentiellement de la qualité du guidage fourni par les branches des glissières. Il est donc indispensable de prévoir des moyens de protection des glissières, ce qui conduit à un alourdissement du dispositif, à une augmentation des coûts de conception et de l’encombrement.

Enfin, le mécanisme à glissières est difficile à mettre en œuvre. Il est en effet nécessaire d’assurer un excellent parallélisme entre les glissières pour assurer le bon guidage du dispositif. Les dispersions géométriques inhérentes à la production en grande série ainsi que les déformations dues au vieillissement lors de sa durée de vie peuvent alors gêner son bon fonctionnement à cause de la perte de parallélisme.

On connaît également, par exemple dans le document FR 2 972 994, des dispositifs de déploiement d’une lame aérodynamique réalisée par plusieurs ailettes mobiles en rotation autour d’un axe vertical, les différentes ailettes partageant le même axe de rotation. L’inconvénient d’un tel système est encore une fois l’encombrement mais cette fois-ci dans une direction verticale. En effet, le fait que les différentes parties partagent le même axe de rotation conduit à un empilement desdites parties dans une direction verticale. Il s’avère alors nécessaire de scinder la lame aérodynamique de deux parties latérales distinctes, pour qu’en zone centrale l’encombrement en position repliée n’interfère pas le troisième feu stop ni qu’en position en déployée il n’occulte le troisième feu stop. Cette architecture réalisée en plusieurs parties disjointes est alors bien plus complexe. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un becquet de véhicule automobile comprenant une lame aérodynamique mobile déployable par l’intermédiaire d’un mécanisme moins encombrant et moins cher que ceux précités. À cet effet, l’invention a pour objet un becquet arrière de véhicule automobile comprenant une lame aérodynamique mobile, la lame aérodynamique mobile étant constituée de plusieurs ailettes, chacune des ailettes étant mobile en rotation autour d’un axe de rotation lui étant propre.

Ainsi, les différentes lames du dispositif aérodynamique mobile sont déployées par rotation, ce qui permet de se passer d’un mécanisme à glissières encombrant, fragile été difficile à mettre en oeuvre.

De plus, le fait que les différentes parties ne partagent pas le même axe de rotation permet de s’affranchir de la nécessité d’empilement des différentes parties composant la lame aérodynamique mobile. On peut dès lors obtenir une architecture moins encombrante en vertical dans laquelle le nombre de niveaux d’empilement est inférieur au nombre de lames composant la lame aérodynamique mobile.

Le becquet selon l’invention peut en outre comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - au moins une partie des ailettes sont réparties de manière symétrique par rapport à un plan séparant un côté droit d’un côté gauche du becquet ; - au moins une partie des ailettes sont réparties sur la partie gauche et la partie droite du becquet, les parties étant séparées par un plan vertical transversal du becquet passant par le centre du becquet lorsque le becquet est monté sur un véhicule automobile, chaque axe de rotation d’une ailette située sur la partie gauche du becquet étant symétrique d’un axe de rotation d’une ailette située sur la partie droite du becquet par rapport un axe compris dans le plan vertical transversal du becquet passant par le centre du becquet ; - le becquet comprend une face inférieure et une face supérieure, la rotation des ailettes étant apte à s’effectuer entre des plans dans lesquels se situent les faces inférieure et supérieure du becquet ; - l’axe de rotation est un axe sensiblement vertical lorsque le becquet est monté sur un véhicule automobile ; - chaque ailette est chevauchante de l’ailette ou d’au moins une des ailettes en contact avec elle ; - les différentes ailettes s’étendent dans deux plans parallèles entre eux, chaque ailette s’étendant dans un plan différent de l’ailette ou d’au moins une des ailettes en contact avec elle ; - le nombre d’ailettes est impair ; - les ailettes sont reliées entre elles par l’intermédiaire d’au moins un bras de liaison ; - toutes les ailettes sont mises en rotation par l’intermédiaire d’un seul actionneur ; - l’actionneur est apte à collaborer avec une seule des ailettes ; - l’actionneur est apte à collaborer avec une roue dentée apte à collaborer avec une portion dentée circulaire de l’ailette à laquelle la roue dentée est reliée ; et - les différentes ailettes de la lame aérodynamique mobile sont réparties à intervalles réguliers. L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant un becquet selon l’invention.

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 : - les figures 1 à 3 sont des vues en perspective d’une portion arrière de véhicule automobile comprenant un becquet selon l’invention, le becquet comprenant une lame aérodynamique mobile respectivement en position rétractée à l’intérieur du becquet, en cours de déploiement ou de rétraction et en position déployée, - la figure 4a est une représentation schématique, vue de dessus, du dispositif aérodynamique mobile selon l’invention en position rétractée à l’intérieur du becquet, - la figure 4b est une représentation schématique, vue de dessus, du dispositif aérodynamique mobile selon l’invention en position déployée dans le prolongement d’une extrémité arrière du véhicule automobile lorsque le becquet arrière est monté sur un véhicule automobile, - les figures 5a et 5b sont la représentation schématique, vue de l’arrière, de deux exemples de chevauchement possible des ailettes constituant la lame aérodynamique mobile, et - les figures 6 à 8 sont des représentations schématiques des lames constituant la lame aérodynamique mobile respectivement en position rétractée à l’intérieur du becquet, en cours de déploiement ou de rétraction et en position déployée.

On se réfère désormais aux figures 1 à 3 qui représentent un exemple de réalisation de l’invention. Par la suite, les termes d’orientation tels que « axe longitudinal X », « axe transversal Y », « axe vertical Z », « avant », « arrière », « au-dessus », « supérieur », « en-dessous », « inférieur », etc. s’entendent par référence à l’orientation usuelle des véhicules automobiles selon le repère représenté sur la figure 1.

Ces figures représentent une portion arrière d’un véhicule automobile 2 comprenant un becquet 4. Le becquet 4, dans cet exemple, est destiné à être disposé dans une région d’un bord arrière de toit au-dessus d’une lunette arrière 6 et comprend une lame aérodynamique mobile 8 entre une position rétractée à l’intérieur du becquet 4 (visible sur la figure 1) et une position déployée (visible sur la figure 3). La lame aérodynamique mobile 8 est constituée de plusieurs ailettes 10 La combinaison des différentes ailettes 10 et leur disposition les unes par rapport aux autres permettent de créer la lame aérodynamique mobile 8 ayant dans l’exemple décrit une surface continue entre ses deux extrémités les plus éloignées dans une direction parallèle à l’axe transversal Y du véhicule 2. On entend par là que deux ailettes 10 contiguës (se succédant selon une direction parallèle à l’axe transversal Y du véhicule 2 lorsque le becquet 4 est monté sur un véhicule automobile 2) peuvent se superposer sur une portion correspondant à au moins 5% de la surface des ailettes 10, de préférence à au moins 25% de la surface des ailettes 10. La ligne de bord de fuite 13 de la lame aérodynamique mobile 8 ne comprend pas de points anguleux mais peut former, comme illustré sur les figures, une ligne courbe comprenant une forme arrondie. Les différentes ailettes 10 peuvent être disposées à intervalles réguliers. Les figures 1 à 3 représentent une lame aérodynamique mobile 8 comprenant cinq ailettes 10. Bien évidemment, ce nombre peut être amené à varier.

Les ailettes 10 sont toutes mobiles en rotation. Il peut par exemple s’agir d’une rotation d’un angle égal à 180°. L’angle de rotaticn des ailettes 10 peut être différent de 180° en fonction du nombre d’ailettes 10, de la lorgueur de sortie des ailettes à réaliser mais aussi des exigences sur la forme aérodynamique de la ligne de bord de fuite. Chacune des ailettes 10 est mobile en rotation autour d’un axe de rotation A distinct des autres ailettes (on entend par là que son axe de rotation lui est propre), les axes de rotation des différentes ailettes pouvant être parallèles entre eux, comme on peut le voir sur les figures 5a et 5b.

Dans l’exemple représenté sur les figures, les axes de rotation A sont des axes parallèles à un axe vertical Z du véhicule 2 lorsque le becquet 4 est monté sur un véhicule automobile. Cela peut varier en fonction du galbe du véhicule 2. En effet, les axes de rotation A des ailettes 10 sont de manière générale perpendiculaires aux différents plans dans lesquels s’étendent les différentes ailettes 10 de la lame aérodynamique mobile 8 (il peut s’agir à proprement parler d’un plan comprenant par exemple une face des ailettes 10, ces dernières étant des éléments en volume), que ces plans soient ou non perpendiculaires à l’axe vertical Z. En d’autres termes, si la lame aérodynamique mobile 8 est constituée d’ailettes 10 mobiles dans des plans non horizontaux, les axes de rotation A ne seront pas parallèles à un axe vertical Z du véhicule 2. En tout état de cause, au moins une partie des ailettes 10 sont réparties de manière symétrique par rapport à un plan séparant un côté droit d’un côté gauche du becquet. Ce plan peut par exemple être un plan vertical transversal du becquet 4 passant par le centre du becquet 4 lorsque ce dernier est monté sur le véhicule 2. Il peut dès lors s’agir d’un plan confondu avec le plan vertical longitudinal du véhicule 2 passant en son centre, plan communément appelé « plan Y0 >> du véhicule 2. Il est également envisageable que les axes de rotation des ailettes 10 ne soient pas parallèles entre eux ou que les ailettes 10 ne soient pas planes afin de donner à la lame aérodynamique mobile 8 une forme adaptée au galbe du véhicule 2.

Les axes de rotation A peuvent également être parallèles entre eux mais non parallèles à l’axe vertical Z du véhicule 2 lorsque le becquet est monté sur un véhicule automobile. Les axe de rotation A peuvent être alignés le long d’un axe parallèle à un axe transversal Y du véhicule 2 lorsque le becquet 4 est monté sur un véhicule automobile ou alors alignés le long d’une ligne courbe 17 ayant la même forme que la ligne de bord de fuite 13.

Les ailettes 10 peuvent être réparties sur un nombre de niveaux inférieur au nombre d’ailettes 10 constituant la lame aérodynamique mobile 8. Comme expliqué auparavant, cela réduit l’encombrement selon une direction parallèle à l’axe vertical Z. Il est par exemple possible (figure 5b) que les différentes ailettes 10 s’étendent dans deux plans parallèles entre eux, chaque ailette 10 s’étendant dans un plan différent de l’ailette 10 ou d’au moins une des ailettes 10 en contact avec elle. De préférence, les ailettes 10 sont situées par alternance dans chacun des deux niveaux. Dans ce cas, l’encombrement est fortement réduit du fait que les ailettes 10 se situent seulement dans deux plans. Il s’agit dès lors d’un compromis optimal entre la réduction de l’encombrement et la facilité de mouvement des différentes ailettes 10. En effet, la répartition sur deux plans permet d’éviter que les différentes ailettes 10 ne se gênent lorsqu’elles sont en mouvement tout en garantissant une forme satisfaisante de la lame aérodynamique mobile 8 du fait du chevauchement entre les différentes ailettes 10. Alternativement, et comme représenté sur la figure 5a, les ailettes 10 peuvent être réparties sur trois niveaux.

Le choix de la forme des ailettes 10 sera guidé par la recherche d’un compromis entre diminution de l’encombrement, facilité de déploiement et amélioration des performances aérodynamiques du véhicule 2.

Concernant le mécanisme de déploiement et de rétraction de la lame aérodynamique 8, il est possible de faire en sorte qu’une seule lame 10 soit mise en mouvement et que sa mise en rotation entraîne les autres ailettes 10 (il est également possible que chaque ailette 10 soit activée individuellement). Dans ce cas, les différentes ailettes 10 peuvent être reliées entre elles par l’intermédiaire de bras de liaison 14 (par exemple des biellettes, visibles sur les figures 6 à 8) ou de tout autre moyen apte à mettre en mouvement toutes les parties 10 à partir du mouvement d’une seule d’entre elles. Les ailettes 10 peuvent être déployées et rétractées de manière simultanée mais également de manière séquentielle.

Par exemple, il est possible qu’un actionneur 15, par exemple un moteur à sortie directe en couple et angle, soit apte à mettre en mouvement une roue dentée 16 pouvant par exemple être située à une extrémité du becquet 4, en tout état de cause en contact avec une des ailettes 10 formant la lame aérodynamique mobile 8. La mise en mouvement de la roue dentée 16 par l’actionneur 15 peut être réalisée par l’intermédiaire d’une ou plusieurs autres roues dentées ou par l’intermédiaire d’une courroie (non représentées) reliant l’actionneur 15 à la roue dentée 16. La roue dentée 16 peut être engrenée avec une portion dentée circulaire (non représentée) réalisée sur l’ailette 10 en contact avec la roue dentée 16. L’ailette 10 en contact avec la roue dentée 16 est reliée, directement ou indirectement, à toutes les autres ailettes 10 constituant la lame aérodynamique mobile 8 par des moyens permettant de mettre en mouvement toutes les autres parties 10, par exemple par des bras de liaison 14, comme cela est visible sur les figures 6 à 8 sur lesquelles la mise en mouvement de la l’ailette 10 la plus basse permet de mettre en mouvement les autres ailettes 10 grâce aux bras de liaison 14 et cela de manière simultanée. On notera que les bras de liaison sont fixés aux ailettes 10 par l’intermédiaire d’une liaison autorisant une rotation des uns par rapport aux autres, par exemple une liaison de type pivot.

Lors du roulage du véhicule 2, et lorsque ce dernier atteint une vitesse seuil, la lame aérodynamique mobile 8 est déployée. En prenant en compte l’exemple de mécanisme d’actionnement décrit plus haut, l’actionneur 15, relié à une unité de contrôle électronique du véhicule, met en mouvement la roue dentée 16, par exemple par l’intermédiaire d’une courroie ou encore d’au moins une autre roue dentée. La roue dentée 16 met alors en rotation la lame 10, avec laquelle elle est en contact grâce à sa collaboration avec la portion dentée circulaire, autour de son axe de rotation A. La lame 10 collaborant avec la roue dentée 16 entraîne dès lors les autres lames 10 autour de leurs axes de rotation A respectifs afin de déployer la lame aérodynamique 8. Comme expliqué auparavant, il peut s’agir une rotation de 180°, ou du moins d’une rotation d’un angle déterminé en fonction des différents paramètres évoqués plus haut. Pour cela, il est possible de prévoir que l’actionneur 15 mette en mouvement la roue dentée 16 à une vitesse déterminée et pendant une durée déterminée. Il est également possible de prévoir, en fonction du système d’actionnement, une butée terminale (par exemple au niveau de la lame 10 initialement mise en mouvement) afin de s’assurer que les parties 10 soient dans une position déployée optimale.

Lorsque la vitesse diminue et passe sous la vitesse seuil, l’actionneur 15 met en mouvement la roue dentée 16 dans un sens opposé à celui ayant permis le déploiement. Cela a pour conséquence d’entraîner une rotation de toutes les lames 10 (via celle en contact avec la roue dentée 16) dans un sens opposé à celui ayant permis leur déploiement). Cela conduit à la rétraction de la lame aérodynamique mobile 8. 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 notamment possible de modifier le nombre de lames 10, le nombre de niveaux sur lesquelles elles sont réparties, l’écartement entre les différentes lames 10 ou encore le mécanisme de déploiement/rétraction de la lame aérodynamique mobile 8.

Nomenclature 2 : véhicule automobile 4 : becquet 6 : lunette arrière 8 : lame aérodynamique mobile 10 : ailettes 12 : extrémité arrière du becquet 13 : ligne de bord de fuite 14 : bras de liaison 15 : actionneur 16 : roue dentée 17 : ligne courbe A : axes de rotation

Claims

Revendications

1. Becquet arrière (4) de véhicule automobile (2) caractérisé en ce qu’il comprend une lame aérodynamique mobile (8), la lame aérodynamique mobile (8) étant constituée de plusieurs ailettes (10), chacune des ailettes (10) étant mobile en rotation autour d’un axe de rotation (A) lui étant propre.
2. Becquet (4) selon la revendication 1, dans lequel au moins une partie des ailettes (10) sont réparties de manière symétrique par rapport à un plan séparant un côté droit d’un côté gauche du becquet (4).
3. Becquet (4) selon la revendication la revendication 2, dans lequel au moins une partie des ailettes (10) sont réparties sur la partie gauche et la partie droite du becquet (4), les parties étant séparées par un plan vertical transversal du becquet (4) passant par le centre du becquet (4) lorsque le becquet (4) est monté sur un véhicule automobile (2), chaque axe de rotation (A) d’une ailette (10) située sur la partie gauche du becquet étant symétrique d’un axe de rotation (A) d’une ailette (10) située sur la partie droite du becquet (4) par rapport un axe compris dans le plan vertical transversal du becquet (4) passant par le centre du becquet (4).
4. Becquet (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant une face inférieure et une face supérieure, la rotation des ailettes (10) étant apte à s’effectuer entre des plans dans lesquels se situent les faces inférieure et supérieure du becquet (4).
5. Becquet (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’axe de rotation (A) est un axe sensiblement vertical lorsque le becquet (4) est monté sur un véhicule automobile (2).
6. Becquet (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque ailette (10) est chevauchante de l’ailette (10) ou d’au moins une des ailettes (10) en contact avec elle.
7. Becquet (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les différentes ailettes (10) s’étendent dans deux plans parallèles entre eux, chaque ailette (10) s’étendant dans un plan différent de l’ailette (10) ou d’au moins une des ailettes (10) en contact avec elle.
8. Becquet (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le nombre d’ailettes (10) est impair.
9. Becquet (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les ailettes (10) sont reliées entre elles par l’intermédiaire d’au moins un bras de liaison (14).
10. Becquet (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel toutes les ailettes (10) sont mises en rotation par l’intermédiaire d’un seul actionneur (15).
11. Becquet (4) selon la revendication 10, dans lequel l’actionneur (15) est apte à collaborer avec une seule des ailettes (10).
12. Becquet (4) selon l’une quelconque des revendications 10 et 11, dans lequel l’actionneur (15) est apte à collaborer avec une roue dentée (16) apte à collaborer avec une portion dentée circulaire de l’ailette (10) à laquelle la roue dentée (16) est reliée.
13. Becquet (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les différentes ailettes (10) de la lame aérodynamique mobile (8) sont réparties à intervalles réguliers.
14. Véhicule automobile (2) comprenant un becquet (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes.