FR3043945A1 - Enjoliveur aerodynamique de roue, a pales a courbure, orientation et position transversale choisies - Google Patents

Enjoliveur aerodynamique de roue, a pales a courbure, orientation et position transversale choisies Download PDF

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Abstract

Un enjoliveur aérodynamique (EA) équipe une roue (RV) de véhicule comportant une jante (JR), s'étendant suivant des directions longitudinale, transversale et verticale du véhicule, et un voile (VR), muni d'ajourages radiaux (AR). Cet enjoliveur (EA) comprend des pales (PE) séparées par des passages d'air et présentant un profil propre à dévier un flux d'air latéral de l'extérieur vers les ajourages radiaux (AR) ou inversement. Chaque pale (PE) présente, d'une part, un axe de poussée théorique ayant une courbure choisie dans un premier plan construit à partir des directions longitudinale et verticale, et placé à une distance choisie (d1) par rapport à un plan parallèle au premier plan et situé à l'interface avec l'extérieur de la roue (RV), et, d'autre part, une section, dans un second plan construit à partir des directions transversale et verticale, ayant une inclinaison générale choisie (θ) par rapport au premier plan.

Description

ENJOLIVEUR AÉRODYNAMIQUE DE ROUE, À PALES À COURBURE, ORIENTATION ET POSITION TRANSVERSALE CHOISIES L’invention concerne les roues de véhicule, et plus précisément les enjoliveurs aérodynamiques destinées à équiper de telles roues.
La plupart des roues de véhicule comprennent une jante (de forme générale cylindrique), un voile muni d’ajourages radiaux et solidarisé à la jante, et un enjoliveur masquant le voile et généralement solidarisé à la jante.
Certains enjoliveurs, dits « standards >>, sont destinés essentiellement à remplir une fonction de style, et donc n’offrent pas de caractéristiques aérodynamiques optimales. Ils présentent généralement de nombreux et imposant passages d’air destinés à permettre le passage d’une importante quantité d’air permettant un bon refroidissement des moyens de freinage couplés à la jante de roue associée. Cependant, ce type d’enjoliveur dégrade l’aérodynamisme d’un véhicule. D’autres enjoliveurs, dits « aérodynamiques >>, remplissent une fonction de style et offrent des caractéristiques aérodynamiques qui ne dégradent pas (ou quasiment pas) l’aérodynamisme de leur véhicule. Cependant, ce type d’enjoliveur présente généralement des passages d’air de petite surface et donc qui ne permettent qu’un passage d’une petite quantité d’air vers les moyens de freinage couplés à la jante de roue associée, ce qui ne permet pas un refroidissement suffisant de ces moyens de freinage.
Afin d’améliorer la situation, il a été proposé, notamment dans le document brevet FR 3 011 769, d’équiper l’enjoliveur de pales s’étendant radialement entre une partie centrale et un bord périphérique, séparées par des passages d’air et présentant un profil propre à dévier un flux d’air latéral de l’extérieur vers les ajourages radiaux ou inversement (des ajourages radiaux vers l’extérieur). Le profil est généralement celui d’une aile d’avion, comme par exemple celui dit NACA. Ce type d’enjoliveur permet certes d’améliorer l’aérodynamisme du véhicule, mais de façon non optimale. L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.
Elle propose notamment à cet effet un enjoliveur aérodynamique, d’une part, destiné à équiper une roue de véhicule, comportant une jante propre à s’étendre suivant des directions longitudinale, transversale et verticale du véhicule, et un voile muni d’ajourages radiaux, et, d’autre part, comprenant des pales s’étendant entre une partie centrale et un bord périphérique, séparées par des passages d’air et présentant un profil propre à dévier un flux d’air latéral de l’extérieur vers les ajourages radiaux ou inversement (des ajourages radiaux vers l’extérieur).
Cet enjoliveur aérodynamique se caractérise par le fait que chaque pale présente : - un axe de poussée théorique ayant une courbure choisie dans un premier plan construit à partir des directions longitudinale et verticale, et placé à une distance choisie par rapport à un plan parallèle à ce premier plan et situé à l’interface avec l’extérieur de la roue, et - une section, dans un second plan construit à partir des directions transversale et verticale, ayant une inclinaison générale choisie par rapport au premier plan.
Cela permet d’optimiser la traînée aérodynamique du véhicule, sans nuire au bon refroidissement des moyens de freinage associés à la roue. L’enjoliveur selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - la courbure choisie peut, par exemple, être comprise entre 5 mm et 500 mm ; > la courbure choisie peut, par exemple, être comprise entre 80 mm et 180 mm ; - la distance choisie peut, par exemple, être comprise entre -5 mm et +30 mm ; les valeurs négatives étant situées au-delà de l’interface avec l’extérieur, du côté opposé au voile ; > la distance choisie peut, par exemple, être comprise entre +6 mm et +18 mm ; - l’inclinaison générale choisie peut, par exemple, être comprise entre 2° et 25° ; > l’inclinaison générale choisie peut, par exemple, être comprise entre 7° et 17° ; - il peut comprendre un nombre de pales égal au nombre d’ajourages radiaux du voile. L’invention propose également une roue propre à équiper un véhicule et comportant une jante propre à s’étendre suivant des directions longitudinale, transversale et verticale du véhicule, un voile muni d’ajourages radiaux, et un enjoliveur aérodynamique du type de celui présenté ci-avant. L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins une roue du type de celle présentée ci-avant. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus en CAO/DAO (« Conception Assistée par Ordinateur/Dessin Assisté par Ordinateur >>), d’où le caractère apparemment discontinu de certaines lignes et les niveaux de gris), sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, une partie d’un exemple de roue, comportant un voile et une jante soudés l’un à l’autre, - la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, la roue de la figure 1 avec un exemple de réalisation d’un enjoliveur aérodynamique selon l’invention, couplé à sa jante, - la figure 3 illustre schématiquement, dans une vue de face, la roue de la figure 2, - la figure 4 illustre schématiquement la roue de la figure 3 dans une vue en coupe selon l’axe IV-IV (plan YZ), et - la figure 5 illustre schématiquement la roue de la figure 3 dans une vue en coupe selon l’axe V-V. L’invention a notamment pour but de proposer un enjoliveur aérodynamique EA destiné à équiper une roue RV d’un véhicule.
Dans ce qui suit on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout véhicule comportant au moins une roue comprenant un enjoliveur. Par conséquent, elle concerne au moins les véhicules terrestres.
Sur les figures 1 à 5, la direction X est une direction dite longitudinale du fait qu’elle est destinée à être parallèle à la direction longitudinale d’un véhicule, la direction Y est une direction dite transversale du fait qu’elle est destinée à être parallèle à la direction transversale de ce véhicule, et la direction Z est une direction dite verticale du fait qu’elle est destinée à être parallèle à la direction verticale de ce véhicule. La direction longitudinale X est donc perpendiculaire à la direction transversale Y, et la direction verticale Z est perpendiculaire aux directions longitudinale X et transversale Y.
On a schématiquement représenté sur les figures 1 et 2 un exemple de roue RV d’un véhicule, respectivement sans et avec un enjoliveur aérodynamique EA selon l’invention. Comme illustré, la roue RV comprend une jante JR de forme générale cylindrique, un voile VR muni d’ajourages radiaux AR et solidarisé fixement à la jante JR, et un enjoliveur aérodynamique EA placé devant une face extérieure du voile VR (afin de masquer (quasiment) intégralement ce dernier (VR)) et par exemple solidarisé fixement à la jante JR.
La jante JR s’étend suivant les directions longitudinale X, transversale Y et verticale Z. Elle est par exemple réalisée en acier.
Le voile VR est par exemple réalisé en acier ou en aluminium. Il comprend un bord périphérique qui est de préférence soudé à une face interne de la jante JR. On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le voile VR comprend seize ajourages radiaux AR destinés à permettre le passage d’air. Mais il peut comprendre n’importe quel nombre d’ajourages radiaux AR supérieur ou égal à deux. L’enjoliveur aérodynamique EA, selon l’invention, est par exemple solidarisé fixement par vissage, soudage ou rivetage à la jante JR. Il peut être réalisé en métal ou en matière plastique, comme par exemple un polyamide.
Par ailleurs, et comme illustré sur les figures 2 et 3, cet enjoliveur (aérodynamique) EA comprend une partie centrale PC, un bord périphérique BP entourant sa partie centrale PC, et des pales PE s’étendant entre (et joignant entre elles) sa partie centrale PC et son bord périphérique BP.
Ces pales PE sont séparées deux à deux par des passages d’air PA et présentent un profil qui est propre à dévier un flux d’air latéral de l’extérieur (de la roue RV) vers les ajourages radiaux AR (du voile (VR)) ou inversement (des ajourages radiaux AR vers l’extérieur). L’air est donc dévié dans les passages d’air PA définis entre les pales PE.
La partie centrale PC et le bord périphérique BP sont chacun conformés de manière à définir des déflecteurs d’air DA qui canalisent l’air vers les ajourages radiaux AR, et donc permettent de limiter les turbulences.
Par exemple, le profil des pales PE peut être celui d’une aile d’avion. Dans ce cas, non limitatif, le profil peut, par exemple, être celui dit NACA. Ainsi, il pourra s’agir plus précisément d’un profil dit « Clark Y » ou « Joukovski >>, par exemple.
Il est rappelé qu’une pale PE ayant un profil d’aile d’avion comprend un bord d’attaque BA et un bord de fuite BF reliés par une surface dite « intrados >>, sous laquelle règne une surpression, et par une surface dite « extrados », au-dessus de laquelle règne une sous-pression. L’air à dévier parvient d’abord sur le bord d’attaque BA. Par ailleurs, une telle pale PE présente un axe dit de poussée théorique passant par tous ses centres de poussée théorique.
Dans le cas d’une roue RV, chaque pale PE dévie le flux d’air latéral de l’extérieur (de la roue RV) vers les ajourages radiaux AR (du voile VR) lorsque son intrados est orienté vers le voile VR, comme dans l’exemple qui est ici illustré. On est alors dans un mode dit aspirant. On notera que dans une variante non illustrée chaque pale PE pourrait avoir son intrados orienté vers l’extérieur, et dans ce cas le flux d’air circule des ajourages radiaux AR (du voile VR) vers l’extérieur (de la roue RV). On est alors dans un mode dit soufflant.
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 2 et 3, l’enjoliveur EA comprend un nombre de pales PE égal à seize. Ce nombre est donc égal au nombre d’ajourages radiaux AR du voile VR. Ainsi, chaque pale PE est associée à un ajourage radial AR correspondant. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, le nombre de pales PE peut prendre n’importe quelle valeur supérieure ou égale à deux.
Selon l’invention, chaque pale PE présente un axe de poussée théorique, d’une part, ayant une courbure choisie c1 dans un premier plan XZ construit à partir des directions longitudinale X et verticale Z (voir figure 3), et, d’autre part, placé à une distance choisie d1 par rapport à un plan P1 qui est parallèle au premier plan XZ et situé à l’interface avec l’extérieur de la roue RV (voir figure 5). Sur la figure 5, la distance choisie d1 est celle qui sépare le plan P1 (à l’interface extérieur) du plan P2 (contenant l’axe de poussée théorique).
De plus, et comme illustré sur la figure 5, chaque pale PE présente une section, dans un second plan YZ construit à partir des directions transversale Y et verticale Z, qui a une inclinaison générale choisie Θ par rapport au premier plan XZ. A titre d’exemple, la courbure choisie c1 peut être comprise entre 5 mm et 500 mm. Cela dépend notamment de l’optimisation du flux d’air entrant (et donc du rendement) que l’on veut obtenir.
De préférence, la courbure choisie c1 peut, par exemple, être comprise entre 80 mm et 180 mm. Plus préférentiellement encore, la courbure choisie c1 peut, par exemple, être égale à environ 130 mm.
Egalement à titre d’exemple, la distance choisie d1 (entre P1 et P2) peut être comprise entre -5 mm et +30 mm. Cela dépend notamment de l’environnement de la roue RV, et notamment du type de crochet de jante utilisé, du type de pneumatique utilisé ou de la silhouette du véhicule. On notera que les valeurs négatives sont ici situées au-delà de l’interface avec l’extérieur (représentée par le plan P1), du côté qui est opposé au voile VR. Par conséquent une valeur négative de d1 signifie que le plan P2 (contenant l’axe de poussée théorique) est situé au-delà du plan P1 (et donc à l’extérieur de la roue RV), tandis qu’une valeur positive de d1 signifie que le plan P2 est situé en-deçà du plan P1 (et donc à l’intérieur de la roue RV, comme dans l’exemple illustré sur les figures 4 et 5).
De préférence, la distance choisie d1 peut, par exemple, être comprise entre +6 mm et +18 mm. Plus préférentiellement encore, la distance choisie d1 peut, par exemple, être égale à environ +12 mm.
Egalement à titre d’exemple, l’inclinaison générale choisie Θ peut, par exemple, être comprise entre 2° et 25°. Cela dépend notamment de l’environnement de la roue RV, et notamment du type de crochet de jante utilisé, du type de pneumatique utilisé ou de la silhouette du véhicule.
De préférence, l’inclinaison générale choisie Θ peut, par exemple, être comprise entre 7° et 17°. Plus préférentiellement ©core, l’inclinaison générale choisie Θ peut, par exemple, être égale à environ 12°.
La longueur des pales PE est de préférence au moins égale au diamètre des ajourages radiaux AR.
Grâce à l’invention, on peut optimiser la traînée aérodynamique du véhicule et ainsi obtenir, notamment, une diminution des rejets de CO2, sans que cela ne nuise au bon refroidissement des moyens de freinage associés à la roue, et sans que cela n’induise une augmentation notable du coût de l’enjoliveur.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Enjoliveur aérodynamique (EA) pour une roue (RV) d’un véhicule comportant une jante (JR), propre à s’étendre suivant des directions longitudinale, transversale et verticale dudit véhicule, et un voile (VR), muni d’ajourages radiaux (AR), ledit enjoliveur (EA) comprenant des pales (PE) s’étendant entre une partie centrale (PC) et un bord périphérique (BP), séparées par des passages d’air (PA) et présentant un profil propre à dévier un flux d’air latéral de l’extérieur vers lesdits ajourages radiaux (AR) ou inversement, caractérisé en ce que chaque pale (PE) présente, d’une part, un axe de poussée théorique ayant une courbure choisie (c1) dans un premier plan construit à partir desdites directions longitudinale et verticale, et placé à une distance choisie (d1) par rapport à un plan parallèle audit premier plan et situé à l’interface avec l’extérieur de ladite roue (RV), et, d’autre part, une section, dans un second plan construit à partir desdites directions transversale et verticale, ayant une inclinaison générale choisie (Θ) par rapport audit premier plan.
  2. 2. Enjoliveur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite courbure choisie (c1) est comprise entre 5 mm et 500 mm.
  3. 3. Enjoliveur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite courbure choisie (c1) est comprise entre 80 mm et 180 mm.
  4. 4. Enjoliveur selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite distance choisie (d1) est comprise entre -5 mm et +30 mm, avec des valeurs négatives situées au-delà de ladite interface avec l’extérieur, du côté opposé audit voile (VR).
  5. 5. Enjoliveur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite distance choisie (d1) est comprise entre +6 mm et +18 mm.
  6. 6. Enjoliveur selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite inclinaison générale choisie (Θ) est comprise entre 2° et 25°.
  7. 7. Enjoliveur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite inclinaison générale choisie (Θ) est comprise entre 7° et 17°.
  8. 8. Enjoliveur selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend un nombre de pales (PE) égal à un nombre d’ajourages radiaux (AR) dudit voile (VR).
  9. 9. Roue (RV) propre à équiper un véhicule et comportant une jante (JR), propre à s’étendre suivant des directions longitudinale, transversale et verticale dudit véhicule, et un voile (VR), muni d’ajourages radiaux (AR), caractérisée en ce qu’elle comprend en outre un enjoliveur aérodynamique (EA) selon l’une des revendications précédentes.
  10. 10. Véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une roue (RV) selon la revendication 9.
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