WO2016092165A1 - Dispositif de déflexion d'air à paroi à rotation contrôlée par des ressorts antagonistes dont l'un est déformable par effet joule - Google Patents

Dispositif de déflexion d'air à paroi à rotation contrôlée par des ressorts antagonistes dont l'un est déformable par effet joule Download PDF

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WO2016092165A1
WO2016092165A1 PCT/FR2015/053068 FR2015053068W WO2016092165A1 WO 2016092165 A1 WO2016092165 A1 WO 2016092165A1 FR 2015053068 W FR2015053068 W FR 2015053068W WO 2016092165 A1 WO2016092165 A1 WO 2016092165A1
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WO
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wall
spring
pin
notch
rotation
Prior art date
Application number
PCT/FR2015/053068
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English (en)
Inventor
Marc GOHLKE
Tony RUIZ
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D35/00—Vehicle bodies characterised by streamlining
    • B62D35/02—Streamlining the undersurfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D37/00—Stabilising vehicle bodies without controlling suspension arrangements
    • B62D37/02—Stabilising vehicle bodies without controlling suspension arrangements by aerodynamic means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/82—Elements for improving aerodynamics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/88—Optimized components or subsystems, e.g. lighting, actively controlled glasses

Definitions

  • the invention relates to movable wall deflection devices (or deflector) movable.
  • air deflection devices having a wall (or baffle) mounted to rotate relative to an element in order to be placed ( e) in unfolded and folded positions in which respectively it (he) deflects and does not deflect a flow of air.
  • this baffle wall can be rotatably mounted on the bottom of the body, in front of the front wheel wells, to deflect the path of the airflow to substantially reduce the drag of the vehicle when it is placed in its deployed position. (or aerodynamic), or let the air flow to cool the brakes of the front wheels when placed in its folded (or thermal) position. This allows for better cooling of the front brakes when necessary (for example on a mountain road) and better aerodynamics when the brakes are very low demand (for example on a highway).
  • deflector wall made of shape memory alloy so as to have a first or second shape depending on whether it is heated or unheated.
  • the heating is done by injecting an electric current into the baffle wall.
  • This solution is greedy in electricity because of the high intensity of the current which is necessary for the heating of the deflecting wall, and potentially dangerous when the deflecting wall remains locked in its deployed position due to an electrical or material problem.
  • the heating is done by transport by heat pipe (s) of calories produced by a neighboring element, such as a brake.
  • This solution lacks flexibility because the deployment of the deflecting wall can occur only if the amount of calories supplied is greater than a threshold.
  • the baffle wall can no longer be heated and therefore remains in the folded position, which prevents any cooling of the brakes.
  • the invention is therefore particularly intended to improve the situation, and in particular the operational safety.
  • an air deflection device comprising a clean wall to be rotatably mounted relative to an element to be placed in at least deployed and folded positions in which respectively it deflects and does not deflect a flow of 'air.
  • a first spring arranged so as to exert on the wall a first pair to place it in the folded position
  • a second spring made of shape-memory alloy and, when subjected to internal heating, to have a shape that allows it to exert a second torque on the wall, greater than the first torque, and opposite to the latter, to place it in the deployed position, and
  • a first electrical circuit arranged to circulate on order in the second spring an electric current to induce its internal heating Joule effect.
  • the air deflection device according to the invention may comprise other characteristics that can be taken separately or in combination, and in particular:
  • first and second springs may be torsion springs
  • a third spring arranged to exert traction on the pin to place it in the second position
  • a fourth spring made of shape memory alloy and, when it is subjected to internal heating, having a shape that is able to exert on the pin a pressure greater than and opposite to the traction, for place it in the first position, and
  • a second electric circuit arranged to circulate on order in the fourth spring an electric current suitable for inducing its internal heating by Joule effect;
  • the pin is adapted to be translated between a first position, in which it is partially housed in this notch to prohibit the rotation of the part and therefore that of the wall, and a second position, in which it is not housed in the notch to allow rotation of the part and therefore that of the wall;
  • the wall can be fixedly secured to an axis which is intended to be rotatably mounted on the element and which comprises a notch.
  • the pin is adapted to be translated between a first position, in which it is partially housed in this notch to prohibit the rotation of the axis and therefore that of the wall, and a second position, in which it is not housed in the notch to allow the rotation of the axis and therefore that of the wall;
  • the third and fourth springs may be coil springs
  • the first electrical circuit can no longer supply the second spring with electrical current.
  • the invention also proposes a vehicle, possibly of automobile type, and comprising at least one element and at least one air deflection device of the type of the one presented above and having a wall mounted to rotate relative to this element.
  • the element can be chosen from (at least) a part of a bodyshell located in front of a front wheel arch, a part of a underbody screen located under an engine compartment, and an exhaust tunnel placed under a muffler and comprising at least one opening adapted to the extraction of air when the wall of the air deflector device is in its extended position.
  • FIG. 1 schematically illustrates, in a side view, a small portion of a vehicle comprising a bottom of a body equipped, in the vicinity of a front wheel well, with a first embodiment of a deflection device of air according to the invention with its deflecting wall placed in a folded position,
  • FIG. 2 schematically illustrates, in a side view, the portion of the vehicle of FIG. 1 with the deflecting wall of its air deflection device placed in an extended position
  • FIG. 3 schematically illustrates, in a perspective view, the air deflection device of FIG. 1 with the deflecting wall of its air deflection device placed in its folded position
  • FIG. 4 schematically illustrates, in a perspective view, the air deflection device of FIG. 1 with the deflecting wall of its air deflection device placed in its deployed position
  • FIG. 5 schematically illustrates, in a sectional view, a small part of a vehicle comprising a bottom of a body equipped with a second exemplary embodiment of an air deflection device according to the invention with its deflecting wall; placed in a folded position,
  • FIG. 6 schematically illustrates, in a sectional view, the part of the vehicle of FIG. 5 with the deflecting wall of its air deflection device placed in an extended position, just before heating by the Joule effect of its fourth spring.
  • FIG. 7 schematically illustrates, in a sectional view, the part of the vehicle of FIG. 5 with the deflecting wall of its air deflection device blocked by the pin in its deployed position due to the Joule effect heating of its fourth spring.
  • the purpose of the invention is notably to propose an air deflection device DD intended to equip an element FC with a system V, an installation or a building.
  • the FC element is part of a system V arranged in the form of a motor vehicle, such as a car.
  • the invention is not limited to this type of system. It concerns indeed any type of system needing to be equipped with at least one air deflection device DD, including vehicles (land, sea (or fluvial) or air), facilities (possibly industrial type ), buildings and public or private spaces.
  • the FC element is part of a vehicle body floor V, located in front of a front wheel PR PR RV.
  • the element FC could, for example, be a underbody screen located under the engine compartment of the vehicle V, and in this case each air deflection device DD is placed in the vicinity an opening adapted to the extraction of hot air present under the hood when it is not closed.
  • the element FC could also, for example, be an exhaust tunnel placed under a muffler and comprising at least one opening adapted to the extraction of hot air when it is not closed.
  • FIGS. 1 and 2 schematically show a small part of an example of a vehicle V comprising an element (here a bottom of box) FC equipped, in the vicinity of a front wheel PR passage RV, with a first example embodiment of an air deflection device DD according to the invention.
  • an air deflection device DD comprises at least one wall (or reflector) PD, hereinafter referred to as the deflecting wall, a first spring R1, a second R2 spring, and a first electrical circuit C1.
  • the deflecting wall PD is adapted to be rotatably mounted relative to an element FC (here a bottom of the body) to be placed in a folded position, illustrated in Figure 1 and in which it does not deflect a flow of air which the intercepts on a front face, and at least one deployed position, illustrated in Figure 2 and in which it deflects the air flow.
  • FC here a bottom of the body
  • the deflecting wall PD may, for example, comprise a height of between about 20 mm and about 150 mm, and a width of between about 100 mm and about 500 mm.
  • the deflecting wall PD may be firmly fixed to an axis AX which is intended to be rotatably mounted on the element FC (here a bottom of the body).
  • the deflecting wall PD could be rotatably mounted on an axis AX which is intended to be fixedly attached to the element FC.
  • the deflecting wall PD may comprise a peripheral edge provided with two small pins (or pins) intended to be rotatably attached to the element FC.
  • the deflecting wall PD may be made of a rigid, (very) weakly deformable and resistant material (especially shock), such as for example a plastic material or a metal (in particular steel or aluminum).
  • the first spring R1 is arranged to exert on the deflecting wall PD a first pair c1 to place it in its folded position (see Figure 1).
  • the second spring R2 is made of a shape memory alloy and is clean, when subjected to internal heating, to have a shape that is adapted to exert on the deflecting wall PD a second pair c2, upper to the first pair d and opposite to the latter, to place it in its deployed position (see Figure 2).
  • first R1 and second R2 springs are antagonistic but not of the same intensities.
  • the second spring R2 When the second spring R2 is not heated, it does not exert (or very little) torque on the deflecting wall PD, and consequently the first torque D exerted constantly by the first spring R1 on the deflecting wall PD automatically constrains the latter (PD) to be in its folded position.
  • the incident air flow is not deflected to participate in cooling the FV brake of the neighboring RV front wheel.
  • the second spring R2 When the second spring R2 is heated, it exerts its second torque c2 on the deflecting wall PD, and therefore forces the latter (PD) to be in its extended position because said second pair c2 is greater than the first pair d (exerted constantly by the first spring R1).
  • the incident air flow is thus deflected (here downwards and thus towards the road) to substantially reduce the drag of the vehicle V.
  • the second spring R2 must not only oppose the first pair of diameters exerted antagonistically by the first spring R1 on the deflecting wall PD, but also the pressure exerted by the incident air flow, which is as important as the speed is high. Therefore the second pair c2 is chosen much higher than the first pair d.
  • the first R1 and second R2 springs may be torsion springs. Alternatively, they could be arranged in the form of stressed blades or traction springs or son variable length.
  • the first electric circuit C1 is arranged to circulate on order in the second spring R2 an electric current which is able to induce its internal heating by Joule effect to make it take the form in which it exerts its second torque c2 on the deflecting wall PD .
  • This first electrical circuit C1 comprises, for example, a source of electric current and control means allowing or prohibiting the flow of electric current in the second spring R2 according to the order (or instruction) received.
  • This order or instruction can be an analog or digital signal that can take two different values.
  • This order or this instruction can be provided by a computer (possibly the computer) of the vehicle V, which is in charge of controlling the position of each deflecting wall PD. It can, for example, be generated according to information (s) and / or measurement (s) internal (s) or external (s), such as for example the speed of the vehicle V, the weather conditions, the type of road taken by the vehicle V, the temperature of the disc or the caliper of the brake FV considered in the vehicle V (in particular for a comparison to a threshold), the type of driving of the driver of the vehicle V, the braking time predictable on the last moments of the journey of the vehicle (for example the last thirty minutes), or an activation required by the driver of the vehicle V.
  • the electric current injected must be typically of the order of a few amperes (for example between about 10 milliamps and about 10 amperes.
  • the operating safety of the deflecting wall PD is guaranteed in all circumstances. Indeed, if an electrical problem occurs at the first electrical circuit C1, and therefore it can not supply power to the second spring R2, the latter (R2) can not take the form in which it exerts its second pair c2 on the deflecting wall PD and therefore only the first spring R1 acts on the deflecting wall PD, which forces it to remain in its folded position.
  • the embodiment described above can make it possible to place the deflecting wall PD in at least one intermediate position. between its folded and unfolded positions, so as to allow a partial (and intermediate) deflection of the incident air flow.
  • This option can be implemented by varying the intensity of the current flowing in the second spring R2, and thus by means of an adaptation of the first electrical circuit C1.
  • the deformation of the second spring R2 can be controlled depending on the importance of its internal heating, which then allows to vary the position of the deflecting wall PD.
  • the air deflection device DD also comprises a PI pin, a third spring R3, a fourth spring R4 and a second electric circuit C2.
  • This embodiment is intended to significantly reduce the electricity consumption of the first electrical circuit C1, necessary for the exercise of the second pair c2.
  • the pin PI is able to be translated between a first position, illustrated in FIG. 7 and in which it prohibits the rotation of the deflecting wall PD, and a second position, illustrated in FIG. 5 and in which it allows the rotation of the deflecting wall PD.
  • the third spring R3 is arranged to exert traction on the pin PI to place it in its second position (see Figure 5).
  • the fourth spring R4 is made of a shape memory alloy and is clean, when subjected to internal heating, to have a shape that is able to exert on the pin PI a pressure greater than the tension exerted by the third spring R3 on the same pin PI and opposite this traction, to place it in its first position (see Figure 7).
  • the second electrical circuit C2 is arranged to circulate on order in the fourth spring R4 an electric current which is able to induce its internal heating Joule effect.
  • the actions of the third R3 and fourth R4 springs are antagonistic but not of the same intensities.
  • the fourth spring R4 When the fourth spring R4 is not heated, it does not exert (or very little) pressure on the pin PI, and consequently the traction exerted constantly by the third spring R3 on the pin PI automatically forces the latter (PI ) to be in its second position (high).
  • the rotation of the wall deflector PD is therefore freely allowed (see Figures 5 and 6).
  • the fourth spring R4 When the fourth spring R4 is heated, it exerts its pressure on the pin PI, and therefore forces it (PI) to be in its first (low) position because the intensity of this pressure is greater than that of the traction (exerted constantly by the third spring R3).
  • the rotation of the deflecting wall PD is then prohibited because of the interaction between the free end of the PI pin and the deflecting wall PD, or its axis AX, or an additional piece described below.
  • the second spring R2 no longer needs to exert its second torque c2 on the deflecting wall PD to maintain the latter (PD) in its deployed position. Consequently, it is no longer necessary to heat it by the Joule effect, and thus the first electric circuit C1 is ordered to stop supplying it with electric current.
  • the power consumption is therefore only that of the second electrical circuit C2, which is less important than that of the first electrical circuit C1.
  • the fourth spring R4 indeed needs to deform an electric current which is for example between about 1 milliampere and about 2 amperes.
  • the deflecting wall PD When one wants to replace the deflecting wall PD in its folded position, it sends to the second electrical circuit C2 an order (or an instruction) asking him to stop feeding the fourth spring R4 electric current.
  • the fourth spring R4 is no longer heated by the Joule effect, it resumes its initial shape and therefore no longer exerts pressure on the pin PI, which then allows the third spring R3 to exert traction on the latter (PI) and therefore to place it in its second position (see Figure 5).
  • the deflecting wall PD is then free to rotate to automatically resume its folded position due to the action of the first spring R1.
  • the second electrical circuit C2 comprises, for example, a source of electric current and control means allowing or prohibiting the flow of electric current in the fourth spring R4 according to the order (or instruction) received.
  • This order or instruction can be an analog or digital signal that can take two different values.
  • This order or this instruction preferably has the same origin as that for the first electrical circuit C1. Therefore, it can be provided by a computer (possibly the on-board computer) of the vehicle V, which is in charge of controlling the position of each deflecting wall PD. It (it) is generated (e) as soon as the second spring R2 has placed the deflecting wall PD in its deployed position, and as soon as one wants to replace the deflecting wall PD in its folded position.
  • first C1 and second C2 electrical circuits may possibly constitute the same electrical circuit, which is here supplied with current by the power supply network of the vehicle V.
  • the third R3 and fourth R4 springs may be helical springs.
  • it could be torsion springs or son of variable length, for example.
  • the interaction between the free end of the pin PI and a fixedly secured element to the deflecting wall PD can be done in at least two ways.
  • a first way is illustrated in FIGS. 5 to 7. It consists firstly of securely fastening the deflecting wall PD to an axis AX which is intended to be rotatably mounted on the element FC and which comprises a notch EP in one chosen place. It also consists in allowing the PI pion to be translated between its first position, in which it is partially housed in the notch EP to prohibit the rotation of this axis AX and therefore that of the deflecting wall PD, and its second position in it is not housed in the notch EP to allow rotation of the axis AX and therefore that of the deflecting wall PD.
  • this free end and this notch EP may, for example, be of conical type, preferably circular.
  • a second way (not shown) is first to fix a fixed part to the deflecting wall PD and to define a notch or a recess in this room. It should be noted that this piece can either be attached to the deflecting wall PD, or be an integral part of the deflecting wall PD.
  • This second way also consists in allowing the PI pion to be translated between its first position, in which it is partially housed in the notch or recess of the part to prohibit the rotation of the latter and therefore that of the deflecting wall PD , and its second position in which it is not housed in the notch or the recess of the part to allow the rotation of the latter and therefore that of the deflecting wall PD.
  • the angular difference between the folded and unfolded positions is approximately equal to 90 °. But this is just an example. Indeed, this difference can take any value between about 10 ° and about 180 °.
  • the system comprises several air deflection devices installed in the same zone, they may possibly share the same first electrical circuit and / or the same second electrical circuit. Moreover, in this same situation the air deflection devices can be controlled either identically (all together), or independently of each other.
  • the invention offers several advantages, among which:

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Abstract

Un dispositif de déflexion d'air (DD) comprend une paroi (PD) montée à rotation sur un élément pour être placée dans au moins des positions déployée et rabattue dans lesquelles respectivement elle défléchit et ne défléchit pas un flux d'air, un premier ressort (R1) qui est propre à exercer sur la paroi (PD) un premier couple pour la placer dans la position rabattue, un deuxième ressort (R2) qui est réalisé en alliage à mémoire de forme et qui est propre, lorsqu'il fait l'objet d'un échauffement interne, à présenter une forme propre à exercer sur la paroi (PD) un deuxième couple, supérieur au premier couple et opposé à ce dernier, pour la placer dans la position déployée, et un premier circuit électrique (C1) agencé pour faire circuler sur ordre dans le deuxième ressort (R2) un courant électrique propre à induire son échauffement interne par effet Joule.

Description

DISPOSITIF DE DÉFLEXION D'AIR À PAROI À ROTATION CONTRÔLÉE PAR DES RESSORTS ANTAGONISTES DONT L'UN EST DÉFORMABLE PAR EFFET JOULE
L'invention concerne les dispositifs de déflexion d'air à paroi (ou déflecteur) mobile.
Dans certains domaines, comme par exemple celui des véhicules, éventuellement de type automobile, on utilise des dispositifs de déflexion d'air ayant une paroi (ou un déflecteur) monté(e) à rotation par rapport à un élément afin de pouvoir être placé(e) dans des positions déployée et rabattue dans lesquelles respectivement elle (il) défléchit et ne défléchit pas un flux d'air. Par exemple, cette paroi déflectrice peut être montée à rotation sur le fond de caisse, devant les passages des roues avant, afin de défléchir la trajectoire du flux d'air pour réduire substantiellement la traînée du véhicule lorsqu'elle est placée dans sa position déployée (ou aérodynamique), ou de laisser passer le flux d'air pour refroidir les freins des roues avant lorsqu'elle est placée dans sa position rabattue (ou thermique). Cela permet d'avoir un meilleur refroidissement des freins avant quand cela s'avère nécessaire (par exemple sur une route de montagne) et une meilleure aérodynamique lorsque les freins sont très peu sollicités (par exemple sur une autoroute).
Plusieurs solutions ont été proposées pour contrôler l'entraînement en rotation de la paroi déflectrice.
Ainsi, il est possible d'entraîner en rotation, avec un moteur électrique, un axe auquel est solidarisée la paroi déflectrice. Cette solution s'avère assez gourmande en électricité et de surcroît potentiellement dangereuse lorsque la paroi déflectrice demeure bloquée dans sa position déployée en raison d'un problème électrique ou matériel.
Il est également possible d'utiliser une paroi déflectrice réalisée en alliage à mémoire de forme de manière à présenter une première ou seconde forme selon qu'elle est chauffée ou non chauffée. Le chauffage se fait par injection d'un courant électrique dans la paroi déflectrice. Cette solution s'avère gourmande en électricité du fait de la forte intensité du courant qui est nécessaire au chauffage de la paroi déflectrice, et potentiellement dangereuse lorsque la paroi déflectrice demeure bloquée dans sa position déployée en raison d'un problème électrique ou matériel.
Il est également possible d'utiliser une paroi déflectrice classique montée à rotation via des pièces en alliage à mémoire de forme définissant des espèces de charnières présentant une première ou seconde forme selon qu'elles sont chauffées ou non chauffées. Le chauffage se fait par transport par caloduc(s) de calories produites par un élément voisin, comme par exemple un frein. Cette solution manque de souplesse du fait que le déploiement de la paroi déflectrice ne peut survenir qu'à condition que la quantité de calories fournie soit supérieure à un seuil. De plus, si le caloduc chargé de transporter les calories est cassé, la paroi déflectrice ne peut plus être chauffée et donc demeure en position rabattue, ce qui interdit tout refroidissement des freins.
L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation, et en particulier la sécurité de fonctionnement.
Elle propose notamment à cet effet un dispositif de déflexion d'air comprenant une paroi propre à être montée à rotation par rapport à un élément pour être placée dans au moins des positions déployée et rabattue dans lesquelles respectivement elle défléchit et ne défléchit pas un flux d'air.
Ce dispositif se caractérise par le fait qu'il comprend également :
- un premier ressort agencé de manière à exercer sur la paroi un premier couple pour la placer dans la position rabattue,
- un deuxième ressort réalisé en alliage à mémoire de forme et propre, lorsqu'il fait l'objet d'un échauffement interne, à présenter une forme propre à lui permettre d'exercer sur la paroi un deuxième couple, supérieur au premier couple et opposé à ce dernier, pour la placer dans la position déployée, et
- un premier circuit électrique agencé pour faire circuler sur ordre dans le deuxième ressort un courant électrique propre à induire son échauffement interne par effet Joule. En combinant des ressorts de types différents et antagonistes, il est désormais possible de garantir la sécurité de fonctionnement de la paroi déflectrice en toutes circonstances, et en particulier en l'absence d'alimentation en courant du deuxième ressort puisque c'est alors le premier ressort qui agit seul sur la paroi déflectrice et donc contraint cette dernière à demeurer dans sa position rabattue.
Le dispositif de déflexion d'air selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- ses premier et deuxième ressorts peuvent être des ressorts de torsion ;
- il peut également comprendre :
• un pion propre à être translaté entre une première position dans laquelle il interdit la rotation de la paroi et une seconde position dans laquelle il permet la rotation de la paroi,
• un troisième ressort agencé de manière à exercer une traction sur le pion pour le placer dans la seconde position,
• un quatrième ressort réalisé en alliage à mémoire de forme et propre, lorsqu'il fait l'objet d'un échauffement interne, à présenter une forme propre à exercer sur le pion une pression supérieure à la traction et opposée à cette dernière, pour le placer dans la première position, et
• un second circuit électrique agencé pour faire circuler sur ordre dans le quatrième ressort un courant électrique propre à induire son échauffement interne par effet Joule ;
il peut également comprendre une pièce solidarisée fixement à la paroi et comprenant une encoche. Dans ce cas le pion est propre à être translaté entre une première position, dans laquelle il est partiellement logé dans cette encoche pour interdire la rotation de la pièce et donc celle de la paroi, et une seconde position, dans laquelle il n'est pas logé dans l'encoche pour permettre la rotation de la pièce et donc celle de la paroi ;
en variante, la paroi peut être solidarisée fixement à un axe qui est destiné à être monté à rotation sur l'élément et qui comprend une encoche. Dans ce cas, le pion est propre à être translaté entre une première position, dans laquelle il est partiellement logé dans cette encoche pour interdire la rotation de l'axe et donc celle de la paroi, et une seconde position, dans laquelle il n'est pas logé dans l'encoche pour permettre la rotation de l'axe et donc celle de la paroi ;
les troisième et quatrième ressorts peuvent être des ressorts hélicoïdaux ;
lorsque le pion est dans sa première position le premier circuit électrique peut ne plus alimenter le deuxième ressort en courant électrique.
L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins un élément et au moins un dispositif de déflexion d'air du type de celui présenté ci-avant et ayant une paroi montée à rotation par rapport à cet élément.
Par exemple, l'élément peut être choisi parmi (au moins) une partie d'un fond de caisse située devant un passage de roue avant, une partie d'un écran de soubassement situé sous un compartiment moteur, et un tunnel d'échappement placé sous un pot d'échappement et comprenant au moins une ouverture adaptée à l'extraction d'air lorsque la paroi du dispositif de déflexion d'air est dans sa position déployée.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue de côté, une petite partie d'un véhicule comprenant un fond de caisse équipé, au voisinage d'un passage de roue avant, d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif de déflexion d'air selon l'invention avec sa paroi déflectrice placée dans une position rabattue,
- la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue de côté, la partie du véhicule de la figure 1 avec la paroi déflectrice de son dispositif de déflexion d'air placée dans une position déployée,
- la figure 3 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, le dispositif de déflexion d'air de la figure 1 avec la paroi déflectrice de son dispositif de déflexion d'air placée dans sa position rabattue,
- la figure 4 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, le dispositif de déflexion d'air de la figure 1 avec la paroi déflectrice de son dispositif de déflexion d'air placée dans sa position déployée,
- la figure 5 illustre schématiquement, dans une vue en coupe, une petite partie d'un véhicule comprenant un fond de caisse équipé d'un second exemple de réalisation d'un dispositif de déflexion d'air selon l'invention avec sa paroi déflectrice placée dans une position rabattue,
- la figure 6 illustre schématiquement, dans une vue en coupe, la partie du véhicule de la figure 5 avec la paroi déflectrice de son dispositif de déflexion d'air placée dans une position déployée, juste avant le chauffage par effet Joule de son quatrième ressort, et
- la figure 7 illustre schématiquement, dans une vue en coupe, la partie du véhicule de la figure 5 avec la paroi déflectrice de son dispositif de déflexion d'air bloquée par le pion dans sa position déployée du fait du chauffage par effet Joule de son quatrième ressort.
L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif de déflexion d'air DD destiné à équiper un élément FC d'un système V, d'une installation ou d'un bâtiment.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que l'élément FC fait partie d'un système V agencé sous la forme d'un véhicule automobile, comme par exemple une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de système. Elle concerne en effet tout type de système ayant besoin d'être équipé d'au moins un dispositif de déflexion d'air DD, et notamment les véhicules (terrestres, maritimes (ou fluviaux) ou aériens), les installations (éventuellement de type industriel), les bâtiments et les espaces publics ou privés.
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que l'élément FC est une partie d'un fond de caisse de véhicule V, située devant un passage PR de roue avant RV. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type d'élément. Ainsi, l'élément FC pourrait, par exemple, être un écran de soubassement situé sous le compartiment moteur du véhicule V, et dans ce cas chaque dispositif de déflexion d'air DD est placé au voisinage d'une ouverture adaptée à l'extraction de l'air chaud présent sous le capot lorsqu'elle n'est pas obturée. L'élément FC pourrait également, par exemple, être un tunnel d'échappement placé sous un pot d'échappement et comprenant au moins une ouverture adaptée à l'extraction de l'air chaud lorsqu'elle n'est pas obturée.
On a schématiquement représenté sur les figures 1 et 2 une petite partie d'un exemple de véhicule V comprenant un élément (ici un fond de caisse) FC équipé, au voisinage d'un passage PR de roue avant RV, d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif de déflexion d'air DD selon l'invention.
Comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, un dispositif de déflexion d'air DD, selon l'invention, comprend au moins une paroi (ou réflecteur) PD, ci-après appelée paroi déflectrice, un premier ressort R1 , un deuxième ressort R2, et un premier circuit électrique C1 .
La paroi déflectrice PD est propre à être montée à rotation par rapport à un élément FC (ici un fond de caisse) pour être placée dans une position rabattue, illustrée sur la figure 1 et dans laquelle elle ne défléchit pas un flux d'air qui l'intercepte sur une face avant, et au moins une position déployée, illustrée sur la figure 2 et dans laquelle elle défléchit ce flux d'air.
Dans l'application qui est ici décrite, la paroi déflectrice PD peut, par exemple, comprendre une hauteur comprise entre environ 20 mm et environ 150 mm, et une largeur comprise entre environ 100 mm et environ 500 mm.
Comme illustré non limitativement sur les figures 3 à 7, la paroi déflectrice PD peut être solidarisée fixement à un axe AX qui est destiné à être monté à rotation sur l'élément FC (ici un fond de caisse). Dans une variante, la paroi déflectrice PD pourrait être montée à rotation sur un axe AX qui est destiné à être solidarisé fixement à l'élément FC. Dans une autre variante, la paroi déflectrice PD pourrait comprendre un bord périphérique muni de deux petits axes (ou pions) destinés à être solidarisés à rotation sur l'élément FC.
La paroi déflectrice PD peut être réalisée dans un matériau rigide, (très) peu déformable et résistant (notamment aux chocs), comme par exemple une matière plastique ou un métal (notamment de l'acier ou de aluminium).
Le premier ressort R1 est agencé de manière à exercer sur la paroi déflectrice PD un premier couple c1 pour la placer dans sa position rabattue (voir figure 1 ).
Le deuxième ressort R2 est réalisé dans un alliage à mémoire de forme et est propre, lorsqu'il fait l'objet d'un échauffement interne, à présenter une forme qui est propre à exercer sur la paroi déflectrice PD un deuxième couple c2, supérieur au premier couple d et opposé à ce dernier, pour la placer dans sa position déployée (voir figure 2).
On comprendra que les actions des premier R1 et deuxième R2 ressorts sont antagonistes mais pas de mêmes intensités. Lorsque le deuxième ressort R2 n'est pas chauffé, il n'exerce pas (ou très peu) de couple sur la paroi déflectrice PD, et par conséquent le premier couple d exercé constamment par le premier ressort R1 sur la paroi déflectrice PD contraint automatiquement cette dernière (PD) à être dans sa position rabattue. Le flux d'air incident n'est donc pas défléchi afin de participer au refroidissement du frein FV de la roue avant RV voisine. Lorsque le deuxième ressort R2 est chauffé, il exerce son deuxième couple c2 sur la paroi déflectrice PD, et par conséquent contraint cette dernière (PD) à être dans sa position déployée du fait que ledit second couple c2 est supérieur au premier couple d (exercé constamment par le premier ressort R1 ). Le flux d'air incident est donc défléchi (ici vers le bas et donc vers la route) pour réduire substantiellement la traînée du véhicule V.
On notera que le deuxième ressort R2 doit non seulement s'opposer au premier couple d exercé de façon antagoniste par le premier ressort R1 sur la paroi déflectrice PD, mais également à la pression exercée par le flux d'air incident, laquelle est d'autant plus importante que la vitesse est élevée. Par conséquent le second couple c2 est choisi très supérieur au premier couple d .
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 4, les premier R1 et deuxième R2 ressorts peuvent être des ressorts de torsion. En variante, ils pourraient être agencés sous la forme de lames contraintes ou de ressorts de traction ou encore de fils à longueur variable. Le premier circuit électrique C1 est agencé pour faire circuler sur ordre dans le deuxième ressort R2 un courant électrique qui est propre à induire son échauffement interne par effet Joule pour lui faire prendre la forme dans laquelle il exerce son deuxième couple c2 sur la paroi déflectrice PD.
Ce premier circuit électrique C1 comprend, par exemple, une source de courant électrique et des moyens de contrôle autorisant ou interdisant la circulation du courant électrique dans le deuxième ressort R2 selon l'ordre (ou l'instruction) reçue. Cet ordre ou cette instruction peut être un signal analogique ou numérique pouvant prendre deux valeurs différentes.
Cet ordre ou cette instruction peut être fourni(e) par un calculateur (éventuellement l'ordinateur de bord) du véhicule V, qui est en charge du contrôle de la position de chaque paroi déflectrice PD. Il peut, par exemple, être généré en fonction d'information(s) et/ou de mesure(s) interne(s) ou externe(s), comme par exemple la vitesse du véhicule V, les conditions météorologiques, le type de route empruntée par le véhicule V, la température du disque ou de l'étrier du frein FV considéré dans le véhicule V (notamment pour une comparaison à un seuil), le type de conduite du conducteur du véhicule V, la durée de freinage prévisible sur les derniers instants du parcours du véhicule (par exemple les trente dernières minutes), ou un actionnement requis par le conducteur du véhicule V.
Pour déformer le deuxième ressort R2 par effet Joule, le courant électrique injecté doit être typiquement de l'ordre de quelques ampères (par exemple compris entre environ 10 milliampères et environ 10 ampères.
Grâce à cette combinaison très originale de ressorts de types différents et antagonistes, on garantit la sécurité de fonctionnement de la paroi déflectrice PD en toutes circonstances. En effet, si un problème électrique survient au niveau du premier circuit électrique C1 , et donc qu'il ne peut plus alimenter en courant le deuxième ressort R2, ce dernier (R2) ne peut pas prendre la forme dans laquelle il exerce son deuxième couple c2 sur la paroi déflectrice PD et par conséquent seul le premier ressort R1 agit sur la paroi déflectrice PD, ce qui la contraint à demeurer dans sa position rabattue.
On notera que le mode de réalisation décrit ci-avant peut permettre de placer la paroi déflectrice PD dans au moins une position intermédiaire comprise entre ses positions rabattue et déployée, de manière à permettre une déflexion partielle (et intermédiaire) du flux d'air incident. Cette option peut être mise en œuvre en faisant varier l'intensité du courant qui circule dans le deuxième ressort R2, et donc moyennant une adaptation du premier circuit électrique C1 . En effet, la déformation du deuxième ressort R2 peut être contrôlée en fonction de l'importance de son échauffement interne, ce qui permet alors de faire varier la position de la paroi déflectrice PD.
Dans le second exemple de réalisation illustré sur les figures 5 à 7, le dispositif de déflexion d'air DD comprend également un pion PI, un troisième ressort R3, un quatrième ressort R4 et un second circuit électrique C2. Cette variante de réalisation est destinée à réduire sensiblement la consommation d'électricité du premier circuit électrique C1 , nécessaire à l'exercice du deuxième couple c2.
Le pion PI est propre à être translaté entre une première position, illustrée sur la figure 7 et dans laquelle il interdit la rotation de la paroi déflectrice PD, et une seconde position, illustrée sur la figure 5 et dans laquelle il permet la rotation de la paroi déflectrice PD.
Le troisième ressort R3 est agencé de manière à exercer une traction sur le pion PI pour le placer dans sa seconde position (voir figure 5).
Le quatrième ressort R4 est réalisé dans un alliage à mémoire de forme et est propre, lorsqu'il fait l'objet d'un échauffement interne, à présenter une forme qui est propre à exercer sur le pion PI une pression supérieure à la traction exercée par le troisième ressort R3 sur ce même pion PI et opposée à cette traction, pour le placer dans sa première position (voir figure 7).
Le second circuit électrique C2 est agencé pour faire circuler sur ordre dans le quatrième ressort R4 un courant électrique qui est propre à induire son échauffement interne par effet Joule.
On comprendra que les actions des troisième R3 et quatrième R4 ressorts sont antagonistes mais pas de mêmes intensités. Lorsque le quatrième ressort R4 n'est pas chauffé, il n'exerce pas (ou très peu) de pression sur le pion PI, et par conséquent la traction exercée constamment par le troisième ressort R3 sur le pion PI contraint automatiquement ce dernier (PI) à être dans sa seconde position (haute). La rotation de la paroi déflectrice PD est donc autorisée librement (voir figures 5 et 6). Lorsque le quatrième ressort R4 est chauffé, il exerce sa pression sur le pion PI, et par conséquent contraint ce dernier (PI) à être dans sa première position (basse) du fait que l'intensité de cette pression est supérieure à celle de la traction (exercée constamment par le troisième ressort R3). La rotation de la paroi déflectrice PD est alors interdite du fait de l'interaction entre l'extrémité libre du pion PI et la paroi déflectrice PD, ou son axe AX, ou encore une pièce additionnelle décrite plus loin.
Une fois que la rotation précitée est interdite par le pion PI, le deuxième ressort R2 n'a plus besoin d'exercer son deuxième couple c2 sur la paroi déflectrice PD pour maintenir cette dernière (PD) dans sa position déployée. Par conséquent, on n'a plus besoin de le chauffer par effet Joule, et donc on ordonne au premier circuit électrique C1 de cesser de l'alimenter en courant électrique. La consommation électrique n'est donc plus que celle du second circuit électrique C2, laquelle est moins importante que celle du premier circuit électrique C1 . Le quatrième ressort R4 a en effet besoin pour se déformer d'un courant électrique qui est par exemple compris entre environ 1 milliampère et environ 2 ampères.
Lorsque l'on veut replacer la paroi déflectrice PD dans sa position rabattue, on adresse au second circuit électrique C2 un ordre (ou une instruction) lui demandant de cesser d'alimenter le quatrième ressort R4 en courant électrique. Le quatrième ressort R4 n'étant plus chauffé par effet Joule, il reprend sa forme initiale et donc n'exerce plus de pression sur le pion PI, ce qui permet alors au troisième ressort R3 d'exercer sa traction sur ce dernier (PI) et donc de le placer dans sa seconde position (voir figure 5). La paroi déflectrice PD est alors libre de tourner pour reprendre automatiquement sa position rabattue du fait de l'action du premier ressort R1 .
Le second circuit électrique C2 comprend, par exemple, une source de courant électrique et des moyens de contrôle autorisant ou interdisant la circulation du courant électrique dans le quatrième ressort R4 selon l'ordre (ou l'instruction) reçue. Cet ordre ou cette instruction peut être un signal analogique ou numérique pouvant prendre deux valeurs différentes. Cet ordre ou cette instruction a de préférence la même origine que celui (celle) qui est destinée au premier circuit électrique C1 . Par conséquent, il (elle) peut être fourni(e) par un calculateur (éventuellement l'ordinateur de bord) du véhicule V, qui est en charge du contrôle de la position de chaque paroi déflectrice PD. Il (elle) est généré(e) dès que le deuxième ressort R2 a placé la paroi déflectrice PD dans sa position déployée, et dès que l'on veut replacer la paroi déflectrice PD dans sa position rabattue.
On notera que les premier C1 et second C2 circuits électriques peuvent éventuellement constituer un même circuit électrique, lequel est ici alimenté en courant par le réseau d'alimentation électrique du véhicule V.
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 5 à 7, les troisième R3 et quatrième R4 ressorts peuvent être des ressorts hélicoïdaux. En variante, il pourrait s'agir de ressorts de torsion ou de fils de longueur variable, par exemple.
L'interaction entre l'extrémité libre du pion PI et un élément solidarisé fixement à la paroi déflectrice PD peut se faire d'au moins deux façons.
Une première façon est illustrée sur les figures 5 à 7. Elle consiste tout d'abord à solidariser fixement la paroi déflectrice PD à un axe AX qui est destiné à être monté à rotation sur l'élément FC et qui comprend une encoche EP en un endroit choisi. Elle consiste également à permettre au pion PI d'être translaté entre sa première position, dans laquelle il est partiellement logé dans l'encoche EP pour interdire la rotation de cet axe AX et donc celle de la paroi déflectrice PD, et sa seconde position dans laquelle il n'est pas logé dans l'encoche EP pour permettre la rotation de l'axe AX et donc celle de la paroi déflectrice PD.
Afin de faciliter l'introduction de l'extrémité libre du pion PI dans l'encoche EP lorsque la paroi déflectrice PD a été placée dans sa position déployée par le deuxième ressort R2 (voir figure 6) et donc que son encoche EP se retrouve placée en regard de extrémité libre du pion PI, cette extrémité libre et cette encoche EP peuvent, par exemple, être de type conique, de préférence circulaire.
Une seconde façon (non illustrée) consiste tout d'abord à solidariser fixement une pièce à la paroi déflectrice PD et à définir une encoche ou un décrochement dans cette pièce. On notera que cette pièce peut soit être rapportée sur la paroi déflectrice PD, soit faire partie intégrante de la paroi déflectrice PD. Cette seconde façon consiste également à permettre au pion PI d'être translaté entre sa première position, dans laquelle il est partiellement logé dans l'encoche ou le décrochement de la pièce pour interdire la rotation de cette dernière et donc celle de la paroi déflectrice PD, et sa seconde position dans laquelle il n'est pas logé dans l'encoche ou le décrochement de la pièce pour permettre la rotation de cette dernière et donc celle de la paroi déflectrice PD.
On notera qu'il est préférable de protéger (ou confiner) les différents ressorts afin d'éviter leur encrassement.
On notera également que dans les exemples illustrés sur les figures l'écart angulaire entre les positions rabattue et déployée est approximativement égal à 90°. Mais il ne s'agit que d'un exemple. En effet, cet écart peut prendre n'importe quelle valeur comprise entre environ 10° et environ 180°.
On notera également que lorsque le système comprend plusieurs dispositifs de déflexion d'air installés dans une même zone, ils peuvent éventuellement partager un même premier circuit électrique et/ou un même second circuit électrique. Par ailleurs, dans cette même situation les dispositifs de déflexion d'air peuvent être contrôlés soit de façon identique (tous ensemble), soit indépendamment les uns des autres.
L'invention offre plusieurs avantages, parmi lesquels :
- une amélioration du compromis entre l'aérodynamique et le refroidissement des freins dans le cas de véhicules, ce qui permet notamment de réduire la consommation d'énergie et donc la pollution en présence d'un moteur thermique,
- une possible optimisation de la consommation électrique du dispositif de déflexion d'air,
- une sûreté de fonctionnement qui garantit, dans le cas d'un véhicule, un refroidissement des freins en toutes circonstances.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de déflexion d'air (DD) comprenant une paroi (PD) propre à être montée à rotation par rapport à un élément (FC) pour être placée dans au moins des positions déployée et rabattue dans lesquelles respectivement elle défléchit et ne défléchit pas un flux d'air, caractérisé en ce qu'il comprend en outre i) un premier ressort (R1 ) agencé de manière à exercer sur ladite paroi (PD) un premier couple pour la placer dans ladite position rabattue, ii) un deuxième ressort (R2) réalisé en alliage à mémoire de forme et propre, lorsqu'il fait l'objet d'un échauffement interne, à présenter une forme propre à exercer sur ladite paroi (PD) un deuxième couple, supérieur audit premier couple et opposé à ce dernier, pour la placer dans ladite position déployée, et iii) un premier circuit électrique (C1 ) agencé pour faire circuler sur ordre dans ledit deuxième ressort (R2) un courant électrique propre à induire ledit échauffement interne par effet Joule.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdits premier (R1 ) et deuxième (R2) ressorts sont des ressorts de torsion.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre i) un pion (PI) propre à être translaté entre une première position dans laquelle il interdit la rotation de ladite paroi (PD) et une seconde position dans laquelle il permet la rotation de ladite paroi (PD), ii) un troisième ressort (R3) agencé de manière à exercer une traction sur ledit pion (PI) pour le placer dans ladite seconde position, iii) un quatrième ressort (R4) réalisé en alliage à mémoire de forme et propre, lorsqu'il fait l'objet d'un échauffement interne, à présenter une forme propre à exercer sur ledit pion (PI) une pression supérieure à ladite traction et opposée à cette dernière, pour le placer dans ladite première position, et iv) un second circuit électrique (C2) agencé pour faire circuler sur ordre dans ledit quatrième ressort (R4) un courant électrique propre à induire son échauffement interne par effet Joule.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite paroi (PD) est solidarisée fixement à un axe (AX) destiné à être monté à rotation sur ledit élément (FC) et comprenant une encoche (EP), et ledit pion (PI) est propre à être translaté entre une première position, dans laquelle il est partiellement logé dans ladite encoche (EP) pour interdire la rotation dudit axe (AX) et donc celle de ladite paroi (PD), et une seconde position, dans laquelle il n'est pas logé dans ladite encoche (EP) pour permettre la rotation dudit axe (AX) et donc celle de ladite paroi (PD).
5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une pièce solidarisée fixement à ladite paroi (PD) et comprenant une encoche, et en ce que ledit pion (PI) est propre à être translaté entre une première position, dans laquelle il est partiellement logé dans ladite encoche (EP) pour interdire la rotation de ladite pièce et donc celle de ladite paroi (PD), et une seconde position, dans laquelle il n'est pas logé dans ladite encoche (EP) pour permettre la rotation de ladite pièce et donc celle de ladite paroi (PD).
6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que lesdits troisième (R3) et quatrième (R4) ressorts sont des ressorts hélicoïdaux.
7. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que, lorsque ledit pion (PI) est dans sa première position, ledit premier circuit électrique (C1 ) n'alimente plus ledit deuxième ressort (R2) en courant électrique.
8. Véhicule (V) comprenant au moins un élément (FC), caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un dispositif de déflexion d'air (D) selon l'une des revendications précédentes, ayant une paroi (PD) montée à rotation par rapport audit élément (FC).
9. Véhicule selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit élément (FC) est choisi dans un groupe comprenant une partie d'un fond de caisse située devant un passage de roue avant (RV), une partie d'un écran de soubassement situé sous un compartiment moteur, et un tunnel d'échappement placé sous un pot d'échappement et comprenant au moins une ouverture adaptée à l'extraction d'air lorsque ladite paroi (PD) est dans sa position déployée.
10. Véhicule selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il est de type automobile.
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