FR3107248A1

FR3107248A1 - Déflecteur de custode rotatif couplé à un conduit

Info

Publication number: FR3107248A1
Application number: FR2001589A
Authority: FR
Inventors: Patrick Rey; Aurélien VERGNAUD
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2021-08-20

Abstract

Ce dispositif de réduction de la force de traînée (Fx) et du moment de lacet (Mz) d’un véhicule automobile comporte un déflecteur mobile (10) de custode (11) et un conduit (12) à géométrie variable formé entre la custode (11) et le déflecteur (10) et comprend deux ouvertures (21, 22) placées dans un même plan (xOy), parallèle au sol lorsque le véhicule est en utilisation, les ouvertures (21,22) étant contiguës respectivement à la custode (11) et à la lunette arrière (15) du véhicule automobile. Figure pour l’abrégé : Fig 2

Description

Déflecteur de custode rotatif couplé à un conduit

L’invention concerne, de manière générale, les systèmes de réduction de coefficients aérodynamiques et d’amélioration de la stabilité d’un véhicule automobile soumis à un vent latéral.

Une application particulièrement intéressante de l’invention concerne les véhicules dont la lunette arrière est de type culot droit, pour lesquels l’invention permet de réduire leur force de traînée et d’améliorer leur stabilité sous vent latéral sans trop altérer leur design.

Toutefois, l’invention s’applique également à tout autre véhicule automobile quelle que soit la forme de sa lunette arrière.

Techniques antérieures

La force de traînée est en général définie comme une force qui s’oppose au mouvement d’un objet dans un fluide, en l’occurrence un véhicule dans l’air. Sur la figure 1, elle est noté Fx et est orientée dans le sens inverse au mouvement du véhicule. Elle est une composante du torseur aérodynamique.

Elle crée une force de freinage constante et induit donc une consommation de carburant inutile pour les véhicules thermiques et une réduction d’autonomie pour les véhicules électriques.

Le moment de lacet apparaît quant à lui lorsque l’arrière d’un véhicule n’est pas soumis à la même force latérale que l’avant du véhicule. Le moment de lacet noté Mz augmente donc lors de la présence d’un vent latéral 1 provenant par exemple de la présence d’obstacles sur le bord de la route, d’entrée ou sortie de tunnel, de dépassement de véhicules, ou bien simplement d’un vent latéral constant.

Sur la figure 1, l’écoulement à proximité du véhicule est dissymétrique. Cela entraîne des efforts latéraux plus importants à l’avant 2 qu’à l’arrière 3. Le véhicule est ainsi soumis au moment Mz qui le fait dévier vers son côté sous le vent 4. Le côté opposé est appelé côté au vent 5.

Dans de telles situations, le véhicule présente alors un angle de dérapage noté β. Il s’agit d’une situation dite de dérapage qui nécessite une correction constante de la part du conducteur et provoque un manque de confort et une insécurité pour celui-ci.

Des dispositifs déjà existants tels que des conduits placés sur le véhicule automobile permettent de réduire la traînée du véhicule.

De même, des déflecteurs permettent à l’air d’exercer sur le véhicule des pressions en des points spécifiques de manière à améliorer sa stabilité ou son aérodynamisme sous petit angle de dérapage, mais ces derniers n’offrent pas une stabilité suffisante sous vent latéral à angle de plus de 10° par rapport à la direction du véhicule.

On dit d’un véhicule qu’il présente un grand angle de dérapage lorsque le vent latéral à un angle de plus de 10° par rapport à la direction du véhicule. En dessous, il s’agit d’un petit angle de dérapage.

La présente invention a donc pour but de pallier les inconvénients des systèmes précités et d’améliorer la réduction des grandeurs précédemment décrites.

L’invention a donc pour objet un dispositif de réduction de la force de traînée et du moment de lacet d’un véhicule automobile, comportant un déflecteur de custode mobile et un conduit formé entre la custode et le déflecteur et comprenant deux ouvertures verticales, les ouvertures étant contiguës respectivement à la custode et à la lunette arrière du véhicule automobile.

Ainsi, la combinaison du conduit avec un déflecteur mobile permet une plus grande amplitude de possibilités, notamment dans l’angle adopté par le déflecteur, et ainsi une meilleure stabilisation du véhicule sous grand angle de dérapage. De plus, la traînée est réduite à un petit angle de dérapage notamment si un dispositif est présent de chaque côté du véhicule, ce dernier pouvant alors bénéficier d’une resserrée de custode favorisant un meilleur aérodynamisme. Enfin, cette resserrée ne dénature pas le design du véhicule puisque le déflecteur est placé par-dessus et peut être construit de manière à conserver un design préalablement défini.

Avantageusement, le déflecteur de custode mobile comprend des moyens de modification de la géométrie du conduit qui varient selon la position du déflecteur.

Avantageusement, selon un premier mode de réalisation, le déflecteur comprend un pivot motorisé, dont l’axe de rotation forme un angle supérieur à 60° avec le plan dans lequel évolue le conduit, apte à orienter le déflecteur selon une plage de rotation d’environ 40° au total et à le faire passer d’une position où l’ouverture du conduit contigüe à la lunette arrière est obturée à une position où elle ne l’est pas.

Avantageusement, et selon un second mode de réalisation, le déflecteur comprend au moins un rail placé dans un plan parallèle au sol lorsque le véhicule est en utilisation et apte à déplacer le déflecteur par translation d’une position où l’ouverture du conduit contigüe à la lunette arrière est obturée à une position où elle ne l’est pas.

Avantageusement, le dispositif comprend des moyens de détection de situation de dérapage.

L’invention a également pour objet un véhicule automobile, comportant au moins un dispositif de réduction de la force de traînée et du moment de lacet selon les caractéristiques énoncées précédemment.

D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels:

dont il a déjà été fait mention, illustre un véhicule automobile associé à un repère orthonormé et soumis à un vent latéral;

illustre un déflecteur de custode mobile grâce à un pivot rotatif selon l’invention, placé à l’arrière gauche d’un véhicule et vu depuis le côté avant gauche ;

illustre un déflecteur de custode mobile grâce à un pivot rotatif selon l’invention, placé à l’arrière gauche d’un véhicule et vu depuis le côté gauche;

illustre un déflecteur de custode selon l’invention en position extrême d’utilisation, mobile grâce à un pivot rotatif et placé à l’arrière gauche d’un véhicule et vu depuis l’arrière gauche ; et

illustre un déflecteur de custode selon l’invention, mobile grâce à des rails de translation.

Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation

Dans la présente description du dispositif de réduction de la force de traînée et du moment de lacet d’un véhicule automobile, il convient de préciser que les caractéristiques portent sur un dispositif placé sur la custode arrière gauche d’un véhicule, et que ce dispositif atteint son objectif de réduction de la force de traînée et du moment de lacet uniquement si un second dispositif du même type est placé sur la custode arrière droite.

De plus, ce dispositif peut être posé, assemblé, ou usiné durant la construction de la carrosserie du véhicule.

Sur la figure 2 est représentée schématiquement le dispositif selon l’invention comprenant un déflecteur mobile 10 de custode 11 et un conduit 12 vu depuis le côté avant gauche d’un véhicule automobile et selon un mode de réalisation incluant un pivot rotatif 13 dans le déflecteur 10.

Le conduit 12 est formé entre la custode 11, dont l’arrière 14 est usiné de manière à obtenir une resserrée de custode favorisant un meilleur aérodynamisme, et le déflecteur mobile 10. Ce type de conduit 12 est particulièrement efficace lorsque la lunette arrière 15 (figure 3) du véhicule est de type culot droit, avec un angle de la lunette 15 par rapport au sol lorsque le véhicule est en utilisation supérieur à 40°. Dans cette configuration, le conduit 12 procure une diminution de la force de traînée au véhicule. De plus, le dispositif comporte des moyens 10 de modification de la géométrie du conduit, constitués par le déflecteur 10, ce dernier étant mobile et pouvant selon sa position influer sur la géométrie du conduit lorsque le véhicule est en mouvement.

En revanche, pour une lunette arrière 15 faisant un angle par rapport au sol inférieur à 17° lorsque le véhicule est en utilisation, la force de traînée Fx n’est pas affectée par la présence du conduit 12. Dans cette configuration, le déflecteur 10 apporte néanmoins un gain de stabilité sous un grand angle de dérapage β, provenant d’une réduction du moment de lacet, particulièrement autour d’un angle de dérapage β d’environ 20°.

Le conduit 12 comporte deux ouvertures 21 et 22 qui constituent avec le conduit 12 un passage d’air avec une entrée et une sortie. Elles sont placées dans un même plan (xOy), parallèle au sol lorsque le véhicule est en utilisation.

L’ouverture 21 attenante à la custode 11 comprend l’entrée d’air lors d’un sens d’utilisation du véhicule vers l’avant. Elle est par exemple de dimension 230 millimètres x 40 millimètres.

Le conduit 12 mesure entre 230 et 460 millimètres de longueur environ et est situé de manière à ce qu’il existe au moins deux points, situés chacun au niveau d’une ouverture différente, qui puissent être contenus dans un plan parallèle au sol lorsque le véhicule est en utilisation (plan xOy de la figure 1).

L’ouverture 22 attenante à la lunette arrière 15 du véhicule comprend la sortie d’air du conduit 12 lors d’un sens d’utilisation du véhicule vers l’avant. Ses dimensions sont par exemple de 200 millimètres x 65 millimètres.

La surface du déflecteur 10 a par exemple une forme profilée du type aile d’avion ou peut par exemple contenir des arêtes.

Le déflecteur 10 est orientable grâce à un pivot rotatif 13 visible sur la figure 3 pouvant être placé vers le centre du déflecteur 10 de manière à pouvoir mettre en rotation le déflecteur 10 sur une plage de 40° de rotation, avec des valeurs d’angles extrémales de 20° dans un sens visible figure 4, et de 20° dans l’autre sens, autour d’une position neutre à 0° visible figure 2. Le pivot 13 est actionné par un moteur 23 placé par exemple au-dessus ou en dessous du déflecteur. Son axe de rotation forme un angle supérieur à 60° avec le plan xOy dans lequel évolue le conduit.

Dans le cas où le véhicule est soumis à un faible angle de dérapage β, le déflecteur 10 est orienté avec un angle proche de β, la force de traînée Fx est alors réduite par la présence du conduit 10 et la position du déflecteur 10.

Dans le cas où le véhicule est soumis à un grand angle de dérapage β, le déflecteur 10 peut être orienté jusqu’à un angle de 20°, afin de maximiser la pression exercée sur la surface arrière du côté au vent 5 du véhicule et de diminuer le moment de lacet Mz. La figure 4 illustre la position du déflecteur 10 lorsque le vent latéral à grand angle provient de la gauche du véhicule. Sous grand angle de dérapage β, la réduction de la force de traînée Fx n’est plus la priorité, d’où une potentielle obturation du conduit 12 par le déflecteur 10 lorsque ce dernier est orienté à 20° dans un sens.

Selon un autre mode de réalisation visible figure 5, le pivot rotatif est remplacé par des rails 25 permettant la mobilité du déflecteur 10 en fonction de l’angle de dérapage β.

L’orientation du déflecteur est déclenchée par différents systèmes 26 de détection et d’anticipation de situation de dérapage, comprenant des capteurs de pressions et des accéléromètres.

Claims

Dispositif de réduction de la force de traînée (Fx) et du moment de lacet (Mz) d’un véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comporte un déflecteur mobile (10) de custode (11) et un conduit (12) formé entre la custode (11) et le déflecteur (10) et comprenant deux ouvertures (21, 22) placées dans un même plan (xOy), parallèle au sol lorsque le véhicule est en utilisation, les ouvertures (21,22) étant contiguës respectivement à la custode (11) et à la lunette arrière (15) du véhicule automobile.
Dispositif, selon la revendication 1, dans lequel le déflecteur mobile (10) de custode (11) comprend des moyens (10) de modification de la géométrie du conduit qui varie selon la position du déflecteur (10).
Dispositif, selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel le déflecteur (10) comprend un pivot motorisé (13), dont l’axe de rotation forme un angle supérieur à 60° avec le plan (xOy) dans lequel évolue le conduit (12), apte à orienter le déflecteur (10) selon une plage de rotation d’environ 40° au total et à le faire passer d’une position où l’ouverture (22) du conduit (12) contigüe à la lunette arrière (15) est obturée à une position où elle ne l’est pas.
Dispositif, selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel le déflecteur comprend au moins un rail (25) placé dans un plan (xOy) parallèle au sol lorsque le véhicule est en utilisation et apte à déplacer le déflecteur par translation d’une position où l’ouverture du conduit contigüe à la lunette arrière est obturée à une position où elle ne l’est pas.
Dispositif, selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant des moyens (26) de détection de situation de dérapage.
Véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un dispositif de réduction de la force de traînée et du moment de lacet selon l’une quelconque des revendications 1 à 5.