WO2024088862A1 - Système pour le refroidissement d'un disque de frein et procédé de fonctionnement d'un tel système - Google Patents

Système pour le refroidissement d'un disque de frein et procédé de fonctionnement d'un tel système Download PDF

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WO2024088862A1
WO2024088862A1 PCT/EP2023/079068 EP2023079068W WO2024088862A1 WO 2024088862 A1 WO2024088862 A1 WO 2024088862A1 EP 2023079068 W EP2023079068 W EP 2023079068W WO 2024088862 A1 WO2024088862 A1 WO 2024088862A1
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WO
WIPO (PCT)
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conduit
deflector
vehicle
braking
wheel
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/079068
Other languages
English (en)
Inventor
Christophe CAGNY
Valentin DELMOULY
Patrick Rey
Original Assignee
Renault S.A.S.
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault S.A.S. filed Critical Renault S.A.S.
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T5/00—Vehicle modifications to facilitate cooling of brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/78—Features relating to cooling
    • F16D65/84—Features relating to cooling for disc brakes
    • F16D65/847—Features relating to cooling for disc brakes with open cooling system, e.g. cooled by air

Definitions

  • TITLE System for cooling a brake disc and method of operating such a system
  • the invention relates to a system for the controlled cooling of a brake disc.
  • the invention also relates to a vehicle, in particular an automobile, comprising such a system.
  • the invention also relates to a method of operating such a system or vehicle.
  • a brake disc In a motor vehicle equipped with a braking system based on a disc brake, it appears important to be able to cool such a brake disc.
  • the brake discs of motor vehicles are likely to heat up significantly under certain operating conditions, particularly during strong decelerations for example or in the event of successive medium braking. Too high a brake disc temperature can cause a malfunction in the vehicle's braking system, resulting in an increase in stopping distance and a reduction in the life of the brake elements, for example premature wear of the disc and brake elements. brake pads, which may lead in particular to the emission of particles resulting from degradation following heating. It is therefore necessary to reduce this heating temperature of the braking device.
  • Motor vehicles are known including air inlets at the front of the vehicle or on the sides of the vehicle to cool the brake discs.
  • the aim of the invention is to provide a system for the controlled cooling of a brake disc and a method of operating such a system remedying the above drawbacks and improving the devices and methods known from the prior art.
  • the invention makes it possible to provide a system and a method which is simple and has a reduced cost and which makes it possible to optimize the compromise between high brake cooling capacity and reduced aerodynamic drag.
  • a system for the controlled cooling of a braking system in particular of a brake disc of a motor vehicle comprising a conduit intended for an air flow, and a deflector, the conduit comprising an inlet opening and an outlet opening, the deflector being arranged downstream of the inlet opening of the conduit along one face of the conduit, the deflector being movable between a position deployed outwards in the extension of the conduit, said deployed position being likely to increase the flow of incoming air, and a retracted position, in which it is folded inside the duct.
  • the invention advantageously makes it possible to optimize the compromise between the aerodynamic performances of the vehicle, with in particular a limiting action on the drag of the wheel by its placement upstream of the wheel thus making it possible to deflect the air striking the wheel and a capacity high cooling of the braking system or brakes, in particular of the vehicle's brake discs.
  • the main direction of the conduit has an angle of inclination of between 30° and 60° relative to a longitudinal direction of movement of the vehicle and the translation of the deflector takes place in the extension of the conduit following the main direction of the conduit.
  • the deflector extends transversely over the entire width of the duct.
  • the system includes a motor allowing the translational movement of the deflector.
  • the outlet opening of the conduit has a surface area smaller than that of the inlet opening of the conduit and the outlet opening of the conduit has a rectangular or substantially rectangular shape.
  • the conduit comprises a tubular section made of flexible material.
  • the invention also relates to a motor vehicle comprising a system according to one of the preceding characteristics, the inlet opening of the conduit being located at a location on a base of the vehicle, upstream of a wheel, the opening of outlet of the conduit being located at a location opposite a brake disc linked to said wheel, the conduit being secured in part with the passage screen of said wheel.
  • the invention also relates to a method of operating a system defined above or of operating a vehicle defined above, comprising:
  • the method can also include in addition, in the case of a deployed deflector:
  • - a step of comparing the temperature of the braking system with a threshold value; and if the temperature of the braking system is above the threshold value, placing the system in a braking performance mode in which the baffle is in the retracted position.
  • Figure 1 schematically represents an embodiment of a system for the controlled cooling of a brake disc of a vehicle, the deflector being in the folded or closed position.
  • Figure 2 schematically represents an embodiment of a system for the controlled cooling of a brake disc of a vehicle, the deflector being in the deployed or open position.
  • Figure 3 is a front view schematically representing an embodiment of a system for the controlled cooling of a brake disc of a vehicle, the deflector being in the deployed or open position.
  • the terms "front”, “rear”, “left”, “right”, “lower”, “upper”, are understood with reference to an orthonormal reference XYZ of motor vehicles, in which the X axis designates the longitudinal direction in which the vehicle usually travels in a straight line, and is oriented from the front to the rear of the vehicle, or from upstream to downstream.
  • the Y axis designates the transverse direction of the vehicle and is oriented from the left side to the right side of the vehicle.
  • the Z axis designates the vertical direction, and is oriented from bottom to top, from the bottom to the top of the vehicle.
  • the same references designate identical or similar elements.
  • FIGs 1 and 2 there is shown an embodiment of a system 1 for the controlled cooling of a braking system 3, in particular of a brake disc 31, in particular of a motor vehicle 100.
  • the vehicle 100 comprises at least one wheel 2 and at least one braking system 3 associated with the wheel 2.
  • the system 1 comprises a conduit 6, in particular of substantially tubular shape and connected to the underbody 23 of vehicle 100.
  • the conduit 6 is intended for a flow or circulation or passage of a fluid, in particular air.
  • the conduit 6 comprises an inlet opening 7 and an outlet opening 8.
  • the deflector 10 is arranged downstream of the inlet opening 8 of the conduit 6, that is to say behind the inlet opening 7 of the conduit 6 following the direction of movement of the vehicle, and along a internal wall, in particular an internal face of the conduit 6.
  • the deflector 10 is movable between a position deployed towards the outside in the extension of the conduit 6, the deployed position being likely to increase the flow of air entering inside the conduit, and a retracted position, in which it is folded inside the conduit 6.
  • the deflector is shown in the retracted position, that is to say folded inside the conduit. In this folded position, or folded position of the deflector 10, the deflector 10 is without interference with the incoming air flow.
  • the folded position of baffle 10 is the default position of baffle 10.
  • the inlet opening 7 of the conduit 6 has, in the embodiment shown in the figures, a semi-circle shape and the deflector 10 extends along the diameter w of the semi-circle, following the substantially vertical interior wall of the conduit, bordering the diameter of the semicircle.
  • the opening has for example a dimension of approximately 50 to 100 mm along X.
  • the conduit 6 extends in particular in a main direction, or main direction of elongation A1.
  • the conduit 6 comprises at least a first tubular section 61 extending in the main direction A1, from the inlet opening 7.
  • the diameter d of the cross section of the first tubular section 61 of the conduit 6 is for example between 50 mm and 100 mm.
  • the main direction A1 of the conduit 6 forms an angle called the angle of inclination, with the longitudinal direction X.
  • the angle of inclination a between the main direction A1 of the conduit 6 and the longitudinal direction X, which is also the direction of the base, is between 30° and 60°.
  • the angle of inclination a may in particular be chosen as a function of the vehicle 100 and/or as a function of the dimensions of a wheel 2 of a vehicle.
  • the conduit 6 is inclined so as to emerge at the outlet in the downstream direction relative to the vertical direction Z.
  • the movement of the deflector from the retracted position to the deployed position and from the deployed position to the retracted position is carried out by translation. This translation takes place in a substantially vertical direction, in the extension of conduit 6 following the main direction A1.
  • the deflector 10 is able to extend perpendicularly or substantially perpendicularly to the base 23 of the vehicle 100 in the deployed position.
  • a motor allows the translational movement of the deflector 6.
  • the system 1 may include an actuator connected to the deflector 10.
  • the actuator may be active.
  • the actuator can be controlled by a computer, in particular by a computer of a vehicle 100.
  • the actuator can in particular be controlled, in particular actively, as a function of the speed of the vehicle 100.
  • the deflector 10 extends transversely over the entire width w of the duct 6, which makes it possible to maximize the air flow inside the duct, for a deployment dimension of the deflector .
  • Several deployment heights h1 and h2 can be considered. A greater deployment height of the deflector h2 greater than h1 allows more air flow to be sent inside the duct.
  • the deflector 10 interferes with the inlet direction or main direction A1 of the duct 6, which makes it possible to increase the flow of air entering the interior of the conduit.
  • the outlet opening 8 of the conduit 6 has a surface less than the surface of the inlet opening 7 of the conduit 6 and the outlet opening 8 of the conduit 6 has for example a rectangular or substantially rectangular shape.
  • the shape of the conduit 6 at the location of the outlet opening 8 is different from the shape of the conduit 6 upstream of the outlet opening 8.
  • the shape of the conduit 6 at the location of the opening outlet 8 can in particular be chosen so that the conduit 6 does not abut against one or more elements of a wheel 2 or against one or more elements associated with a wheel 2 of a vehicle 100.
  • the shape of the duct allows better focusing of the air flow leaving duct 6.
  • the surface of the outlet opening 8 of the conduit 6 is for example of the order of 15% to 30% smaller than the surface of the inlet opening 7 of the conduit 6.
  • the surface of the inlet opening 7 of the conduit 6 is for example of the order of 10,000 mm 2
  • the surface of the outlet opening 8 of the conduit 6 is for example of the order of 8000 mm 2 .
  • the conduit 6 may comprise an elbow 9.
  • the elbow 9 is intended to optimize the orientation of the air flow leaving the conduit 6, in particular so that the air flow leaving the conduit 6 reaches the region of a disc brake 31 most favorable for cooling the brake disc. In detail, it makes it possible to optimize the direction and/or position of an air flow leaving conduit 6.
  • this air routing duct is entirely outside the wheel casing, passing for example around the shock absorber to return as close as possible to the brake disc. .
  • the conduit 6 can thus comprise portions secured in part with the passage screen of said wheel.
  • the conduit can have a flexible part 62, that is to say a tubular section of flexible material allowing the conduit to follow the movements of the connection to the ground, because the wheel being mobile, it is likely to bounce causing a relative movement between the output and input of the system.
  • the conduit 6 thus comprises for example a first tubular section 61 extending in particular in the main direction A1 and a second tubular section 63, extending in a main direction, or main direction of elongation, A2.
  • the first tubular section 61 extends in particular from the inlet opening 7 of the conduit 6 to the bend 9, the second section 63 extends for example in particular from the bend 9 to the outlet opening 8.
  • the length L1 of the first tubular section 61 that is to say its dimension according to the main direction A1, is for example between 100 mm and 200 mm, for example of the order of 150 mm.
  • the length L2 of the second tubular section 63 is for example between 50 mm and 150 mm, for example of the order of 100 mm.
  • the shape of the conduit 6 at the outlet or at its downstream end and/or the bend 9 of the conduit 6 also makes it possible in particular to escape the constraints linked to a rim of a wheel 2, particularly in terms of bulk.
  • the conduit 6 can be configured so that a flow of air leaving the conduit 6 reaches a brake disc 31 and ventilates it, without the conduit 6 being in contact with the brake disc 31, which allows to avoid damaging the brake disc 31, in particular by preventing the conduit 6 from creating possible impacts on the brake disc 31.
  • the braking system 3 is in particular a disc brake system.
  • the braking system 3 comprises for example a brake disc 31 and a brake caliper comprising brake pads.
  • the outlet opening 8 of the conduit 6 can be located at a location opposite a brake disc 31.
  • the main direction of conduit 6 at the outlet of conduit 6 is preferably offset relative to an axis of rotation of a wheel 2.
  • the flow direction D of the air flow is by example parallel or substantially parallel to the longitudinal direction
  • the direction of rotation of a wheel 2 of the vehicle 100 is represented by an arrow 25.
  • the conduit 6 of the system 1 is inclined so as to open out in the downstream direction relative to the air flow direction D.
  • Figures 1 and 2 schematically represent the system 1 in operation, when the deflector 10 is in the folded position for Figure 1 and in the deployed position for Figures 2 and 3.
  • the deflector 10 In the retracted position of the deflector 10 shown in Figure 1, the deflector 10 does not interfere with the inlet direction of the conduit 6, it does not interfere with the main direction A1 of the conduit 6. Air circulates or flows flows in the conduit 6, the air flow flowing in the conduit 6 coming from a direct air flow and/or a frontal flow and/or an air flow flowing under the vehicle.
  • the system 1 is for example controlled, in particular actively, by an actuator arranged in the underbody of the vehicle capable of moving the deflector 10 from the deployed position to the retracted position and vice versa, by means of an active control method of the deflector 10.
  • an actuator arranged in the underbody of the vehicle capable of moving the deflector 10 from the deployed position to the retracted position and vice versa, by means of an active control method of the deflector 10.
  • Such a process improves the cooling capacity of the brakes and the aerodynamic performance of the vehicle, particularly at high vehicle speeds, for example from 80 km/h.
  • the deflector 10 is able to be controlled according to the cooling need of a brake disc 31 of a vehicle 100 and/or the coupled need for aerodynamic and braking performance.
  • the system 1 is for example capable of operating in two modes: a braking performance mode and a combined aerodynamic and braking performance mode.
  • the braking performance mode of system 1 or vehicle 100 corresponds to the mode of operation of system 1 described in relation to Figure 1.
  • the combined aerodynamic and braking performance mode of system 1 or vehicle 100 corresponds to the mode of operation of system 1 described in relation to Figures 2 and 3.
  • system 1 When high aerodynamic performance of the vehicle is required, for example on a highway at high speeds, system 1 operates in combined aerodynamic and braking performance mode. The deflector 10 is then placed in the deployed position as shown in Figures 2 and 3.
  • a threshold value in particular greater than or equal to 80 km/h
  • putting the system 1 and/or the vehicle 100 into a combined aerodynamic and braking performance mode can be carried out automatically.
  • the deflector 10 is then moved to the deployed position as shown in Figures 2 and 3, so that the deflector 10 can increase the air circulation in the duct 6 in order to improve cooling.
  • the shape of the duct makes it possible to directly reach the disk at the location required for effective cooling.
  • the deployed position of the deflector 10 makes it possible to increase the flow and fill the conduit as much as possible.
  • the deployed position of the deflector or wall also improves the aerodynamic performance of the vehicle by diverting the incident air upstream of the wheel placed behind the deflector. This configuration allows for combined braking and aerodynamic performance.
  • Several deployment positions can be considered h1 and h2 depending on the speed, the vehicle environment and the driver's control.
  • the deflector when the vehicle sees its speed drop below the set speed, the deflector is completely folded down. Thus at low speeds, the deflector is in the folded position, which makes it easier to overcome speed bumps in town in particular.
  • the method can thus comprise one or more steps of comparing the speed of the vehicle 100 with respect to a threshold speed value for the deployment of the deflector 10 and one or more steps of comparing the temperature of the braking system with respect to a temperature threshold for the retraction of the wall in the case high speeds.
  • the vehicle speed threshold value is for example of the order of 80 km/h.
  • the temperature threshold value of the braking system is for example 680°C, a lower threshold temperature can be considered, 400°C for example.
  • the system thus has the advantage of being adaptable and presenting several cooling possibilities depending on the condition of the vehicle.
  • the system is easy to manufacture and/or assemble and has a reduced cost.
  • Such a system has been described for one wheel, it is of course intended for the 2 front wheels of a vehicle 100.
  • the invention advantageously makes it possible to optimize the compromise between high aerodynamic performance of the vehicle, and a high cooling capacity of the braking system or the brakes, in particular of the brake discs of the vehicle during strong deceleration/acceleration on the motorway.
  • a high cooling capacity of the braking system or the brakes in particular of the brake discs of the vehicle during strong deceleration/acceleration on the motorway.

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Abstract

Système (1) pour le refroidissement contrôlé d'un système de freinage (3), notamment d'un disque de frein (31) d'un véhicule automobile, comprenant un conduit (6), destiné à un écoulement d'air, et un déflecteur (10), le conduit (6) comprenant une ouverture d'entrée (7) et une ouverture de sortie (8), le déflecteur (10) étant agencé en aval de l'ouverture d'entrée (8) du conduit (6) suivant une face du conduit (6), le déflecteur (10) étant mobile entre une position déployée vers l'extérieur dans le prolongement du conduit (6), ladite position déployée étant de nature à augmenter le flux d'air entrant, et une position rétractée, dans laquelle il est replié à l'intérieur du conduit (6).

Description

TITRE : Système pour le refroidissement d’un disque de frein et procédé de fonctionnement d’un tel système
L’invention concerne un système pour le refroidissement contrôlé d’un disque de frein. L’invention porte aussi sur un véhicule, notamment automobile, comprenant un tel système. L’invention porte encore sur un procédé de fonctionnement d’un tel système ou d’un tel véhicule.
Dans un véhicule automobile pourvu d’un système de freinage à base de frein à disque, il apparaît important de pouvoir refroidir un tel disque de frein. Les disques de frein des véhicules automobiles sont susceptibles de s'échauffer fortement dans certaines conditions de fonctionnement, notamment lors de fortes décélérations par exemple ou en cas de freinages moyens successifs. Une température trop élevée du disque de frein peut entraîner un dysfonctionnement du système de freinage du véhicule, ayant pour conséquence une augmentation de la distance d’arrêt et une dégradation de la longévité des éléments de frein, par exemple une usure prématurée du disque et des plaquettes de frein, pouvant entrainer notamment l’émission de particules issues de la dégradation suite à réchauffement. Il est donc nécessaire de réduire cette température d’échauffement du dispositif de freinage.
On connaît des véhicules automobiles comprenant des entrées d’air à l’avant du véhicule ou sur les côtés du véhicule pour refroidir les disques de frein.
Toutefois, ces solutions présentent des inconvénients du point de vue aérodynamique puisqu’ils augmentent la valeur du coefficient de trainée aérodynamique Cx et ne sont pas toujours efficaces, notamment lorsque les freins sont fortement sollicités et qu’ils sont susceptibles de provoquer un échauffement, à forte décélération par exemple. Le but de l’invention est de fournir un système pour le refroidissement contrôlé d’un disque de frein et un procédé de fonctionnement d’un tel système remédiant aux inconvénients ci-dessus et améliorant les dispositifs et procédés connus de l’art antérieur. En particulier, l’invention permet de réaliser un système et un procédé qui soient simples et qui présentent un coût réduit et qui permettent d’optimiser le compromis entre une capacité de refroidissement des freins élevée et une traînée aérodynamique réduite.
Le but est atteint au moyen d’un système pour le refroidissement contrôlé d’un système de freinage notamment d’un disque de frein d’un véhicule automobile comprenant un conduit destiné à un écoulement d’air, et un déflecteur, le conduit comprenant une ouverture d’entrée et une ouverture de sortie, le déflecteur étant agencé en aval de l’ouverture d’entrée du conduit suivant une face du conduit, le déflecteur étant mobile entre une position déployée vers l’extérieur dans le prolongement du conduit, ladite position déployée étant de nature à augmenter le flux d’air entrant, et une position retractée, dans laquelle il est replié à l’intérieur du conduit.
L’invention permet avantageusement d’optimiser le compromis entre des performances aérodynamiques du véhicule, avec notamment une action limitative sur la trainée de la roue par son placement en amont de la roue permettant, ainsi de dévier l’air frappant la roue et une capacité de refroidissement élevée du système de freinage ou des freins, en particulier des disques de freins du véhicule.
Dans des formes de réalisation préférées de l’invention, on a en outre recours à l’une et/ou à l’autre des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison :
- Le déplacement du déflecteur de la position rétractée à la position déployée et de la position déployée à la position rétractée s’effectue par translation - La translation du déflecteur s’effectue suivant une direction sensiblement verticale.
- La direction principale du conduit présente un angle d’inclinaison compris entre 30° et 60° par rapport à une direction longitudinale de déplacement du véhicule et la translation du déflecteur s’effectue dans le prolongement du conduit suivant la direction principale du conduit.
- Le déflecteur s’étend transversalement sur toute la largeur du conduit.
- Le système comprend une motorisation permettant le déplacement en translation du déflecteur.
- L’ouverture de sortie du conduit présente une surface inférieure à celle de l’ouverture d’entrée du conduit et l’ouverture de sortie du conduit présente une forme rectangulaire ou sensiblement rectangulaire.
- Le conduit comprend un tronçon tubulaire en matière souple.
L’invention concerne aussi un véhicule automobile comprenant un système selon l’une des caractéristiques précédentes, l’ouverture d’entrée du conduit étant située à un emplacement d’un soubassement du véhicule, en amont d’une roue, l’ouverture de sortie du conduit étant située à un emplacement en vis-à-vis d’un disque de frein lié à ladite roue, le conduit étant solidarisé en partie avec l’écran de passage de ladite roue.
L’invention concerne également un procédé de fonctionnement d’un système défini précédemment ou de fonctionnement d’un véhicule défini précédemment, comprenant :
Une étape de comparaison de la vitesse du véhicule par rapport à une valeur seuil ; et
- si la vitesse du véhicule est supérieure ou égale à la valeur seuil, mise du système dans un mode de performance combinée de freinage et d’aérodynamisme dans lequel le déflecteur est dans la position déployée ; Le procédé peut également comprendre en complément, en cas de déflecteur déployé :
- une étape de comparaison de la température du système de freinage avec une valeur seuil ; et si la température du système de freinage est supérieure à la valeur seuil, mise du système dans un mode de performance de freinage dans lequel le déflecteur est dans la position rétractée.
Les dessins annexés représentent, à titre d’exemple, un mode de réalisation d’un système selon l’invention et un mode d’exécution d’un procédé de fonctionnement selon l’invention.
[Fig. 1 ] La figure 1 représente de façon schématique un mode de réalisation d’un système pour le refroidissement contrôlé d’un disque de frein d’un véhicule, le déflecteur étant en position rabattue ou fermée.
[Fig. 2] La figure 2 représente de façon schématique un mode de réalisation d’un système pour le refroidissement contrôlé d’un disque de frein d’un véhicule, le déflecteur étant en position déployée ou ouverte.
[Fig. 3] La figure 3 est une vue de face représentant de façon schématique un mode de réalisation d’un système pour le refroidissement contrôlé d’un disque de frein d’un véhicule, le déflecteur étant en position déployée ou ouverte.
Dans le contexte de la présente demande, les termes « avant », « arrière », « gauche », « droite », « inférieur », « supérieur », s’entendent en référence à un repère orthonormé XYZ des véhicules automobiles, dans lequel l’axe X désigne la direction longitudinale dans laquelle le véhicule se déplace habituellement en ligne droite, et est orienté de l’avant vers l’arrière du véhicule, ou de l’amont vers l’aval. L’axe Y désigne la direction transversale du véhicule et est orienté du côté gauche vers le côté droit du véhicule. L’axe Z désigne la direction verticale, et est orienté du bas vers le haut, de la partie inférieure vers la partie supérieure du véhicule. Par ailleurs, sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
Sur les figures 1 et 2 est représenté un mode de réalisation d’un système 1 pour le refroidissement contrôlé d’un système de freinage 3, en particulier d’un disque de frein 31 , notamment d’un véhicule automobile 100. Le véhicule 100 comprend au moins une roue 2 et au moins un système de freinage 3 associé à la roue 2.
Le système 1 comprend un conduit 6, notamment de forme sensiblement tubulaire et raccordé au soubassement 23 de véhicule 100. Le conduit 6 est destiné à un écoulement ou à la circulation ou au passage d’un fluide, notamment de l’air.
Le conduit 6 comprend une ouverture d’entrée 7 et une ouverture de sortie 8.
Le déflecteur 10 est agencé en aval de l’ouverture d’entrée 8 du conduit 6, c’est-à-dire en arrière de l’ouverture d’entrée 7 du conduit 6 suivant le sens de déplacement du véhicule, et suivant une paroi interne, notamment une face interne du conduit 6. Le déflecteur 10 est mobile entre une position déployée vers l’extérieur dans le prolongement du conduit 6, la position déployée étant de nature à augmenter le flux d’air entrant à l’intérieur du conduit, et une position rétractée, dans laquelle il est replié à l’intérieur du conduit 6.
En détails sur la figure 1 est représenté le déflecteur en position rétractée, c’est-à-dire replié à l’intérieur du conduit. Dans cette position rabattue, ou position repliée du déflecteur 10, le déflecteur 10 est sans interférence avec le flux d’air entrant. La position repliée du déflecteur 10 est la position par défaut du déflecteur 10.
L’ouverture d’entrée 7 du conduit 6 présente dans le mode de réalisation représenté sur les figures, une forme de demi-cercle et le déflecteur 10 s’étend suivant le diamètre w du demi-cercle, suivant la paroi intérieure sensiblement verticale du conduit, bordant le diamètre du demi-cercle. L’ouverture présente par exemple une dimension d’environ 50 à 100 mm suivant X.
Le conduit 6 s’étend notamment selon une direction principale, ou direction principale d’élongation A1. Le conduit 6 comprend au moins un premier tronçon tubulaire 61 s’étendant selon la direction principale A1 , à partir de l’ouverture d’entrée 7. Le diamètre d de la section transversale du premier tronçon tubulaire 61 du conduit 6, est par exemple compris entre 50 mm et 100 mm.
Comme visible sur la figure 1 , la direction principale A1 du conduit 6 forme un angle a dit angle d’inclinaison, avec la direction longitudinale X.
Avantageusement, l’angle d’inclinaison a entre la direction principale A1 du conduit 6 et la direction longitudinale X, qui est aussi la direction du soubassement est compris entre 30° et 60°.
L’angle d’inclinaison a pourra notamment être choisi en fonction du véhicule 100 et/ou en fonction des dimensions d’une roue 2 d’un véhicule. Avantageusement, le conduit 6 est incliné de sorte à déboucher en sortie en direction de l’aval par rapport à la direction verticale Z.
Le déplacement du déflecteur de la position rétractée à la position déployée et de la position déployée à la position rétractée s’effectue par translation. Cette translation s’effectue dans une direction sensiblement verticale, dans le prolongement du conduit 6 suivant la direction principale A1. Le déflecteur 10 est apte à s’étendre perpendiculairement ou sensiblement perpendiculairement au soubassement 23 du véhicule 100 en position déployée.
Avantageusement, une motorisation permet le déplacement en translation du déflecteur 6.
En détail, le système 1 peut comprendre un actionneur relié au déflecteur 10. L’actionneur peut être actif. L’actionneur peut être contrôlé par un ordinateur, notamment par un ordinateur d’un véhicule 100. L’actionneur peut notamment être contrôlé, en particulier de façon active, en fonction de la vitesse du véhicule 100.
Dans un mode de réalisation illustré en figure 1 , le déflecteur 10 s’étend transversalement sur toute la largeur w du conduit 6, ce qui permet de maximaliser le flux d’air à l’intérieur du conduit, pour une dimension de déploiement du déflecteur. Plusieurs hauteurs h1 et h2 de déploiement peuvent être envisagées. Une hauteur de déploiement du déflecteur plus importante h2 supérieure à h1 permet d’envoyer plus de flux d’air à l’intérieur du conduit.
Comme visible en figure 2, dans la position déployée ou position ouverte du déflecteur 10, le déflecteur 10 interfère avec la direction d’entrée ou direction principale A1 du conduit 6, ce qui permet d’augmenter le flux d’air entrant à l’intérieur du conduit.
Avantageusement, l’ouverture de sortie 8 du conduit 6 présente une surface inférieure à la surface de l’ouverture d’entrée 7 du conduit 6 et l’ouverture de sortie 8 du conduit 6 présente par exemple une forme rectangulaire ou sensiblement rectangulaire. De préférence, la forme du conduit 6 à l’emplacement de l’ouverture de sortie 8 est différente de la forme du conduit 6 en amont de l’ouverture de sortie 8. La forme du conduit 6 à l’emplacement de l’ouverture de sortie 8 peut notamment être choisie de sorte que le conduit 6 ne vienne pas en butée contre un ou plusieurs éléments d’une roue 2 ou contre un ou plusieurs éléments associés à une roue 2 d’un véhicule 100.
La forme du conduit permet une meilleure focalisation du flux d’air en sortie du conduit 6.
La surface de l’ouverture de sortie 8 du conduit 6 est par exemple de l’ordre de 15% à 30% plus réduite que la surface de l’ouverture d’entrée 7 du conduit 6. A titre d’exemple d’ordre de grandeur de dimensions, la surface de l’ouverture d’entrée 7 du conduit 6 est par exemple de l’ordre de 10000 mm2, et la surface de l’ouverture de sortie 8 du conduit 6 est par exemple de l’ordre de 8000 mm2.
Avantageusement, le conduit 6 peut comprendre un coude 9. Le coude 9 est destiné à optimiser l’orientation du flux d’air sortant du conduit 6, notamment afin que le flux d’air sortant du conduit 6 atteigne la région d’un disque de frein 31 la plus favorable pour refroidir le disque de frein. En détail, il permet d’optimiser la direction et/ou la position d’un flux d’air sortant du conduit 6.
De plus, pour ne pas gêner le débattement de la roue, ce conduit d’acheminement de l’air est entièrement en dehors de l’enveloppe de roue, passant par exemple autour de l’amortisseur pour revenir au plus près du disque de frein. Le conduit 6 peut ainsi comprendre des portions solidarisées en partie avec l’écran de passage de ladite roue.
De plus, le conduit peut présenter une partie souple 62, c’est-à-dire un tronçon tubulaire en matière souple permettant au conduit de suivre les mouvements de la liaison au sol, car la roue étant mobile, elle est susceptible de rebondir entraînant un mouvement relatif entre la sortie et l’entrée du système.
Le conduit 6 comprend ainsi par exemple un premier tronçon tubulaire 61 s’étendant notamment selon la direction principale A1 et un deuxième tronçon tubulaire 63, s’étendant selon une direction principale, ou direction principale d’élongation, A2.
Le premier tronçon tubulaire 61 s’étend notamment de l’ouverture d’entrée 7 du conduit 6 jusqu’au coude 9, le deuxième tronçon 63 s’étend par exemple notamment du coude 9 jusqu’à l’ouverture de sortie 8. La longueur L1 du premier tronçon tubulaire 61 , c’est-à-dire sa dimension selon la direction principale A1 , est par exemple comprise entre 100 mm et 200 mm, par exemple de l’ordre de 150 mm.
La modification de la direction principale du conduit 6 pour le deuxième tronçon 63 par rapport au premier tronçon 61 , ou autrement dit le fait que le conduit 6 comprenne un coude 9, permet notamment d’optimiser le flux de fluide sur le système et donc d’optimiser la ventilation d’un système de freinage 3, en particulier un disque de frein 31 , par de l’air sortant du conduit 6 plus en aval par rapport au cas où le conduit 6 s’étendrait selon la direction principale A1 sur toute sa longueur.
La longueur L2 du deuxième tronçon tubulaire 63, c’est-à-dire sa dimension selon la direction principale A2, est par exemple comprise entre 50 mm et 150 mm, par exemple de l’ordre de 100 mm.
La forme du conduit 6 en sortie ou à son extrémité aval et/ou le coude 9 du conduit 6 permettent aussi notamment d’échapper aux contraintes, liées à une jante d’une roue 2, notamment en termes d’encombrement. Ainsi, le conduit 6 peut être configuré de sorte qu’un flux d’air sortant du conduit 6 atteigne un disque de frein 31 et le ventile, sans que le conduit 6 ne soit en contact avec le disque de frein 31 , ce qui permet d’éviter d’endommager le disque de frein 31 , en évitant notamment que le conduit 6 crée d’éventuels impacts sur le disque de frein 31 .
Le système de freinage 3 est notamment un système de frein à disque. Le système de freinage 3 comprend par exemple un disque de frein 31 et un étrier de frein comportant des plaquettes de frein.
L’ouverture de sortie 8 du conduit 6 peut être située à un emplacement en vis-à-vis d’un disque de frein 31 . La direction principale du conduit 6 en sortie du conduit 6 est de préférence décalée par rapport à un axe de rotation d’une roue 2. Un mode d’exécution d’un procédé de fonctionnement d’un système 1 du type de celui décrit ci-dessus ou d’un véhicule 100 du type de celui décrit ci-dessus est décrit ci-après en référence aux figures 1 , 2 et 3.
Lorsque le véhicule 100 est en fonctionnement, notamment lorsque le véhicule 100 se déplace vers l’avant, de l’air circule selon une direction d’écoulement D vers le véhicule 100. La direction d’écoulement D du flux d’air est par exemple parallèle ou sensiblement parallèle à la direction longitudinale X. Le sens d’écoulement du flux d’air est représenté par une flèche 15 en figure 1 et 2. Le flux d’air représenté est notamment un flux d’air direct ou frontal. Le sens de rotation d’une roue 2 du véhicule 100 est représenté par une flèche 25.
Le conduit 6 du système 1 est incliné de sorte à déboucher en direction de l’aval par rapport à la direction d’écoulement d’air D.
Les figures 1 et 2 représentent de façon schématique le système 1 en fonctionnement, lorsque le déflecteur 10 est en position rabattue pour la figure 1 et en position déployée pour les figures 2 et 3.
Dans la position rétractée du déflecteur 10 représentée en figure 1 , le déflecteur 10 est sans interférence avec la direction d’entrée du conduit 6, il n’interfère pas avec la direction principale A1 du conduit 6. De l’air circule ou s’écoule dans le conduit 6, le flux d’air s’écoulant dans le conduit 6 provenant d’un flux d’air direct et/ou d’un flux frontal et/ou d’un flux d’air s’écoulant sous le véhicule.
Le système 1 est par exemple contrôlé, notamment de façon active, par un actionneur agencé dans le soubassement du véhicule apte à faire passer le déflecteur 10 de la position déployée à la position rétractée et inversement, au moyen d’un procédé de contrôle actif du déflecteur 10. Un tel procédé améliore la capacité de refroidissement des freins et la performance aérodynamique du véhicule, notamment à des vitesses élevées du véhicule, à partir par exemple de 80 km/h. Le déflecteur 10 est apte à être contrôlé en fonction du besoin de refroidissement d’un disque de frein 31 d’un véhicule 100 et/ou du besoin couplé de performance aérodynamique et de freinage.
Le système 1 est par exemple apte à fonctionner selon deux modes : un mode de performance de freinage et un mode de performance combinée aérodynamique et freinage.
Le mode de performance de freinage du système 1 ou du véhicule 100 correspond au mode de fonctionnement du système 1 décrit en relation avec la figure 1. Le mode de performance combinée aérodynamique et freinage du système 1 ou du véhicule 100 correspond au mode de fonctionnement du système 1 décrit en relation avec les figures 2 et 3.
Lorsqu'une performance aérodynamique élevée du véhicule est requise, par exemple sur une autoroute à hautes vitesses, le système 1 fonctionne en mode de performance combinée aérodynamique et freinage. Le déflecteur 10 est alors placé en position déployée comme représenté en figure 2 et 3.
Par exemple, si la vitesse du véhicule 100 est supérieure ou égale à une valeur seuil, notamment supérieure ou égale à 80 km/h, la mise du système 1 et/ou du véhicule 100 dans un mode de performance combinée aérodynamique et freinage peut être réalisée de manière automatique.
Le déflecteur 10 est alors déplacé en position déployée comme représenté en figure 2 et 3, de sorte que le déflecteur 10 puisse augmenter la circulation d’air dans le conduit 6 afin d’améliorer le refroidissement. La forme du conduit permet notamment d’atteindre directement le disque à l’endroit requis pour un refroidissement efficace. La position déployée du déflecteur 10 permet d’augmenter le flux et de remplir au maximum le conduit. La position déployée du déflecteur ou muret améliore aussi la performance aérodynamique du véhicule en déviant l’air incident en amont de la roue placée derrière le déflecteur. Cette configuration permet ainsi une performance combinée freinage et aérodynamique. Plusieurs positions de déploiement peuvent être envisagées h1 et h2 en fonction de la vitesse, de l’environnement véhicule et du pilotage par le conducteur.
Lorsqu'un refroidissement encore plus performant des freins, en particulier d’un disque de frein, du véhicule est requis, par exemple en cas de très forte décélération sur autoroute, et que le disque de frein atteigne une température élevée au-delà d’une température de consigne, malgré l’air supplémentaire envoyé par le déflecteur 10 dans le conduit produisant un refroidissement qui s’avérerait insuffisant, il peut être prévu que le système 1 soit placé en mode performance de freinage. Le déflecteur est dans ce cas rétracté, ce qui est défavorable pour l’aérodynamisme du véhicule, car cette rétractation a alors pour effet de laisser passer l’air incident en direction de la roue. L’arrivée d’air à haute vitesse directement sur la roue et le dispositif de freinage favorise encore plus le refroidissement des freins et permet de faire baisser rapidement la température trop haute du dispositif de freinage. De plus, si la température du dispositif de freinage redevient plus basse que la température de consigne et que le véhicule se déplace toujours à une vitesse supérieure à la vitesse de consigne, un retour au mode performance combinée freinage et aérodynamique peut être envisagé avec un redéploiement du déflecteur, permettant ainsi d’alimenter et de remplir le conduit en air.
De plus, lorsque le véhicule voit sa vitesse redescendre en dessous de la vitesse de consigne, le rabattement total du déflecteur s’opère. Ainsi en basses vitesses, le déflecteur est en position rabattue, ce qui permet notamment de faciliter les franchissements de ralentisseurs en ville notamment.
Le procédé peut ainsi comprendre une ou plusieurs étapes de comparaison de la vitesse du véhicule 100 par rapport à une valeur de vitesse seuil pour le déploiement du déflecteur 10 et une ou plusieurs étapes de comparaison de la température du système de freinage par rapport à une température seuil pour la rétractation du muret dans le cas de hautes vitesses. La valeur seuil de vitesse du véhicule est par exemple de l’ordre de 80 km/h. La valeur seuil de température du système de freinage est par exemple de 680°C, une température de seuil plus basse peut être envisagée, 400°C par exemple.
Le système présente ainsi l’avantage d’être adaptable et de présenter plusieurs possibilités de refroidissement selon l’état du véhicule.
Il permet ainsi d’augmenter la capacité de refroidissement des freins, en augmentant le flux d’air dans le conduit tout en augmentant la performance aérodynamique, tout en permettant la possibilité d’un fort refroidissement si besoin.
De plus, le système est aisé à fabriquer et/ou à assembler et présente un coût réduit. Un tel système a été décrit pour une roue, il est bien sur prévu pour les 2 roues avant d’un véhicule 100.
Bien que l’invention ait été décrite ci-dessus dans le cas d’un système de freinage comprenant un disque de frein, l’invention peut s’appliquer à d’autres systèmes de freinage, par exemple à un système de frein à tambour.
L’invention permet avantageusement d’optimiser le compromis entre des performances aérodynamiques élevées du véhicule, et une capacité de refroidissement élevée du système de freinage ou des freins, en particulier des disques de freins du véhicule lors de fortes décélérations/accélérations sur autoroute. Grâce au contrôle actif du système, en fonction des conditions de fonctionnement du véhicule, des performances aérodynamiques élevées du véhicule, ou une capacité de refroidissement élevée des disques de freins dans les vitesses de déplacement plus importantes et lorsque les freins sont utilisés peuvent être aisément obtenues.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système (1 ) pour le refroidissement contrôlé d’un système de freinage (3), notamment d’un disque de frein (31 ) d’un véhicule automobile, comprenant un conduit (6), destiné à un écoulement d’air, et un déflecteur (10), le conduit (6) comprenant une ouverture d’entrée (7) et une ouverture de sortie (8), le déflecteur (10) étant agencé en aval de l’ouverture d’entrée (7) du conduit (6) suivant une face interne du conduit (6), le déflecteur (10) étant mobile entre une position déployée vers l’extérieur dans le prolongement du conduit (6), ladite position déployée étant de nature à augmenter le flux d’air entrant, et une position rétractée, dans laquelle il est replié à l’intérieur du conduit (6).
2. Système (1 ) selon la revendication 1 , dans lequel le déplacement du déflecteur de la position rétractée à la position déployée et de la position déployée à la position rétractée s’effectue par translation.
3. Système selon la revendication précédente, dans lequel la translation du déflecteur s’effectue suivant une direction sensiblement verticale (z)
4. Système (1 ) selon l’une des revendications 1 à 2 dans lequel la direction principale (A1 ) du conduit (6) présente un angle d’inclinaison compris entre 30° et 60° par rapport à une direction longitudinale (X) de déplacement du véhicule et la translation du déflecteur (10) s’effectue dans le prolongement du conduit (6) suivant la direction (A1 )
5. Système (1 ) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le déflecteur (10) s’étend transversalement sur toute la largeur (w) du conduit (6).
6. Système (1 ) selon l’une des revendications précédentes comprenant une motorisation permettant le déplacement en translation du déflecteur (10). Système (1 ) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’ouverture de sortie (8) du conduit (6) présente une surface inférieure à celle de l’ouverture d’entrée (7) du conduit (6) et l’ouverture de sortie (8) du conduit (6) présente une forme rectangulaire ou sensiblement rectangulaire. Système (1 ) selon la revendication précédente, dans lequel le conduit comprend un tronçon tubulaire (62) en matière souple Véhicule automobile (100) comprenant un système (1 ) selon l’une des revendications précédentes, l’ouverture d’entrée (7) du conduit (6) étant située à un emplacement d’un soubassement (23) du véhicule (100), en amont d’une roue (2), l’ouverture de sortie (8) du conduit (6) étant située à un emplacement en vis-à-vis d’un disque de frein (31 ) lié à ladite roue, le conduit (6) étant solidarisé en partie avec l’écran de passage de ladite roue, le déflecteur (10) étant positionné entre l’ouverture d’entrée (7) et la roue (2). Procédé de fonctionnement d’un système (1 ) selon l’une des revendications 1 à 8 ou de fonctionnement d’un véhicule (100) selon la revendication 9, comprenant :
- une étape de comparaison de la vitesse du véhicule (100) par rapport à une valeur seuil ; et si la vitesse du véhicule (100) est supérieure ou égale à la valeur seuil, mise du système (1 ) dans un mode de performance combinée de freinage et d’aérodynamisme dans lequel le déflecteur (10) est dans la position déployée ; Procédé de fonctionnement selon la revendication 10, comprenant, en cas de déflecteur déployé, une étape de comparaison de la température du système de freinage avec une valeur seuil ; et si la température du système de freinage est supérieure à la valeur seuil, mise du système (1 ) dans un mode de performance de freinage dans lequel le déflecteur (10) est dans la position rétractée.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007022298A1 (de) * 2007-05-12 2008-11-13 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Unterbodenverkleidung für ein Kraftfahrzeug
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