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Perfectionnements aux suspensions pour véhicules à moteur.
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La présente invention est relative aux systèmes de suspension pour véhicules à moteur dépourvus de châssis, notamment du type dans lequel une carrosserie et une infrastructure, toutes deux en tôle métallique, sont intégrées, de manière à former une structure uni- taire autonome .
Dans le cas de véhicules à moteur, dont la carrosse- rie est entièrement en métal, tels que les automobiles produites an série, il est devenu de pratique courante d'incorporer l'infrastructure , comme partie intégrante de la structure de carrosserie, cette infrastructure et cette structure de carrosserie étant réunies par une base en tôle métallique, qui forme le plancher du vé- hicule et est renforcée par des longerons latéraux de sec- tion en forme de caisson, de façon à prendre la place d'un: ossature de châssis séparée .
Cette forme compacte de construction a, toutefois, pour effet d'accentuer le désagréable bruit de roulement, également connu sous
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le nom de nf erraiilaaent" , que l'on perçoit distincte- ment à l'intérieur du véhicule, lorsque celui-ci roule sur une surface inégale . Ce bruit, qui est particulièrement intense pendant le passage du véhicule sur des pavés ou sur des surfaces gravelées, est amplifié, lorsqu'une suspension à roues indépendantes est employée conjointe- ment avec une structure de carrosserie dépourvue de châssis et légère, tout en étant très rigide .
Divers expédients ont été adoptés en vue de réduire les bruits de route dans les carrosserie des voitures automobiles modernes, mais les meilleurs de ces expé- dients ne peuvent encore être considérés que comme
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palliatifs. Ainsi, un de ces expédients consiste à re- vêtir l'enveloppe de la carrosserie et sa base en tôle d'une composition absorbant le son.
A la connaissance des demandeurs, les divers sys- tèmes de suspension employés jusqu'à présent pour les véhicules à moteur possèdent une caractéristique commu- ne, à savoir que la suspension , quel que soit son ty- pe, relie entre elles la structure principale du véhi- cule et les roues de celui-ci . Il est également d'usa- ge de monter élastiquement le moteur sur la structure du véhicule, de manière à isoler autant que possible cette dernière des vibrations du moteur.
Il résulte de cette pratique que les vibrations communiquées aux roues, en raison des chocs de la route, sont transmi- ses par le système de suspension des roues directement à la structure de carrosserie du véhicule, avant d'atteindre le moteur.
La masse de ce moteur ne contri- bue, dès lors, pas efficacement à amortir les vibrations engendrées dans la structure de carrosserie, par les rapides déplacements des roues du véhicule ..Il est à noter, à ce propos, que seules les vibrations , dont les fréquences se trouvent dans la gamme des fréquences audibles, doivent être prises en considération et que les vibrations fondamentales de la suspension, dont les fréquences sont comprises entre 80 et 160 cycles environ par minute, peuvent être négligées A ces basses fréquences, le comportement du système de réparti- tion des masses du véhicule est entièrement différent.
Suivant la présente invention, le système de répartition des masses d'un véhicule à moteur du type spécifié ci-dessus est agencé, de façon que la masse du moteur soit efficacement utilisée pour amortir les vibrations à fréquence audible, qui y sont engendrées nar les roues, à l'extrémité du véhicule où se trouve le
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moteur, avant que ces vibrations puissent atteindre la structure de carrosserie du véhicule .
Ce résultat peut avantageusement être atteint, que le moteur se trou- ve à l'avant ou l'arrière du véhicule, en attachant directement au moteur les dispositifs de suspension des roues antérieures ou postérieures, suivant le cas.et en montant élastiquement l'extrémité correspondante de la structure de carrosserie du véhicule sur ledit moteur.
Toutefois, bien que cet agencement soit très efficace pour réduire le bruit de roulement, dans la carrosserie d'un véhicule, il présente un inconvénient dans les cas où le système à mouvement alternatif du moteur n'est pas en équilibre dynamique parfait, étant donné que , dans ce cas, les vibrations résultantes du moteur engendrent des vibrations forcées dans la structure de carrosse- rie du véhicule .
Il est remédié à cet inconvénient par le mode préféré d'exécution de l'invention, en vertu duquel les roues, prévues à l'extrémité du véhicule où se trouve le moteur, ont leurs dispositifs de suspension attachés à une ossature inférieure sur laquelle led mo- teur et l'extrémité correspondante de la structure de carrosserie du véhicule sont séparément montés de maniè- re élastique . Grâce à cet agencement, la masse du moteur joue encore un rôle efficace dans l'amortissement des vibrations de fréquence audible, engendrées par les roues du véhicule, et le bruit de roulement de la carros- serie de ce dernier est maintenu à un niveau suffisamment bas.
Suivant une autre particularité du mode d'exécu- tion préféré de l'invention, l'extrémité de la structure de carrosserie de véhicule, voisine du moteur, est l'intermédiaire montée- sur l'ossature inférieure par/des organes de montage élastique qui sont disposés en des points espacés longitudinalement l'un de l'autre, les organes
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de montage, qui portent la majeure partie de la charge repartie, étant situés sensiblement dans le plan horizontal, qui passe par le centre de gravité de la structure de carrosserie du véhicule . De cette maniè- re,
le roule-lent de la structure/de carrosserie montée élastiquement, par rapport à l'ossature inférieure est minimisé .
Dans les dessins annexés au présent mémoire: - la figure 1 représente schématiquement le système de répartition des masses employé jusqu'à présent dans les véhicules à moteur; - la figure 2 représente schématiquement un exemple du système radicalement différent de distribution des masses d'un véhicule à moteur, suivant la présente invention ;
- la figure 3 représente schématiquement une variante de l'invention, qui utilise effectivement le principe se trouvant à la base de l'agencement représen- té à la figure 2, et nt - les figures 4 à 6 illustre, à titre d'exemple et respectivement en plan, en élévation frontale par- tielle et en élévation latérale, une forme d'exécu- tion pratique de l'invention, appliquée à la suspension avant d'un véhicule à moteur. La différence fondamen- tale de principe entre la technique antérieure et la présente invention ressortira de la comparaison des figures 1 et 2.
Jusqu'à présent (figure 1), le moteur A était porté par des organes de montage élastiques prenant appui sur la structure 3 du véhicule, cette dernière étant elle-même supportée par la suspension principale C (comprenant les roues du véhicule et les ressorts y associés'). Il résulte de cette disposition,
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ainsi qu'on l'a déjà signalé, que la nasse du mo- teur ne contribue pas efficacement à amortir les vibra- tions de fréquence audible, engendrées dans la structure de carrosserie du véhicule par les rapides déplacements des roues du véhicule .
Dans le cas d'un véhicule possédant un système de répartition des masses 'La présente invention (figure 2), la masse du moteur A est efficacement utili- sée pour amortir les vibrations de fréquence audible, qui y sont engendrées , par les roues du véhicule, à l'extrémité de celui-ci où est monté ledit moteur, avant que ces vibrations ne puissent atteindre la structure B, dont l'extrémité correspondante est supportée par des organes de montage élastiques J montés sur ledit moteur A, afin d'amortir les vibrations, qui peuvent être trans- mises à la carrosserie du véhicule .
Suivant le mode préféré d'exécution de l'invention, représenté schématiquement à la figure 3, les roues pré- vues à l'extrémité du véhicule où se trouve le moteur A ont leurs organes de suspension C attachés à une ossature le inférieure D, sur laquel/le qoteur et l'extrémité corres- pondante de la structure de carrosserie 3 du véhicule sont portés séparément, par l'intermédiaire d'organes de montage élastiques E et F respectivement. Les vibra- tions du moteur devraient à présent passer par les deux jeux d'organes élastiques E et F, avant d'atteindre la structure B.
Il est, par conséquent, possible d'établir entre le moteur et l'ossature inférieure D une liaison moins élastique que celles ordinairement utilisées ac- tuellement pour les organes de montage du moteur, en sorte que la perte d'effet d'amortissement des masses déri vée du moteur est maintenue relativement faible, en compa- raison du système représenté à la figure 2. Les organes
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de montage F et E constituent respectivement des isola- teurs primaires et secondaires s'opposant à la transmis- sion des vibrations à fréquence audible des roues du véhi- cule à la structure de carrosserie 3 de celui-ci.
Aux figures 4 à 6, qui montrent comment est appli- qué le système de répartition des masses de la figure 3 à un véhicule à moteur de construction compacte,muni d'une suspension avant indépendante et d'un moteur dis- posé à l'avant, l'ossature inférieure D affecte , en plan (figure 4) une forme sensiblement triangulaire et comporte une paire de longerons Dl et D2 de section en U, convergeant vers l'arrière et réunis U leurs extrémi- tés antérieure et postérieure par des entretoises D3 et D4 respectivement.
Dans l'exemple particulier illustré sur les dessins, la suspension avant est du type à tringlage transversal en parallélogramme, muni de barres élastiques de torsion longitudinales Cl et C2, qui sont chacune clavetées à la tringle inférieure correspon- dante C3 et ancrées à l'arrière à l'entretoise D4 de l'ossature inférieure La tringle supérieure C4 de chaque tringlage de suspension est constituée par le bras d'un absorbeur de chocs C5, dont le bottier est atta- ché à une structure en pont G de section en caisson, qui est montée sur les longerons Dl et D2 et s'étend, avec un certain jeu, au-dessus de la partie arrière du moteur A .
L'extrémité avant du moteur A est boulonnée à des blocs inclinés en caoutchouc El et E2, portés respec- tivement par des consoles D5 et D6 qui sont fixées à des éléments de renforcement D7 et De de @ l'ossatu- re inférieure D, tandis que le boîtier H, dans lequel est logée l'extrémité de l'arbre du moteur, est monté sur un bloc en caoutchouc E3, qui est fixé à une entretoi-
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se D9 reliant les branches Dl et D2 de l'ossature inférieure D.
A son extrémité avant, la structure de car ross e- rie B du véhicule est montée élastiquement en quatre points sur l'ossature inférieure D. Ainsi, deux paires de brides de montage KI et K2 s'étendent vers l'avant à la jonction entre le plancher -oblique M (figure 6) et le tablier N du véhicule , de manière à coopérer avec des consoles à oeillet P1 et P2 fixées à la partie su- périeure de la structure en pont G, au voisinage de ses extrémités. Les brides K1 et K2 sont attachées aux consoles P1 et P2 par des b roches Ql et Q2 , qui passent à travers des douilles cylindriques en caoutchouc Fl et F2 respectivement, chacune de ces douilles étant maintenue dans l'oeillet de la console correspondante .
L'entretoise D4 de l'ossature inférieure est pourvue,au voisinage de ses extrémité su de broches SI et S2 dirigées vers l'arrière, chacune de ces broches étant fixée à la console correspondante d'une paire de consoles.- à oeillet Tl et T2, fixées à la partie inférieure du plan- cher en métal R du véhicule . Les consoles Tl et T2 portent des douilles cylindriques en caoutchouc F3 et F4 respectivement, à travers lesquelles passe la broche correspondante SI ou S2. Un renforcement local du plan- cher est obtenu en fixant à sa partie supérieure une poutre transversale U de section en U.
Bien que le poids de l'extrémité antérieure de la structure de carrosserie B du véhicule soit réparti entre les organes de montage élastiques FI, F2, F3 et F4, la majeure partie de cette charge est portée par FI et F2, parce que ces derniers organes se trouvent très près du plan vertical contenant les axes des roues anté- rieures du véhicule. De même, ainsi qu'il ressort de la
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figure 6,/paire antérieure d'organes élastiques F1 et F2 se trouve sensiblement plus haut que la paire postérieure d'organes élastiques F3 et F4.
En fait, les organes F1 et F2 se trouvent à une hauteur qui est sensiblement la même que celle du plan horizontal passant par le centre de gravité de la structure de carrosserie B du véhicule. En conséquence, le roulement de la structeur élastique B par rapport à l'os- sature inférieure D, qui s'ajoute inévitablement au roulement créé par le système normal de suspension des roues du véhi- cule, est minimisé.
Il ressort de ce qui a déjà été signalé à propos de la figure 3 que les organes de montage en caoutchouc Fl, F2, F3 et F4 constituent des isolateurs primaires s'oppo- sant à la transmission des vibrations de fréquence audible des roues antérieures du véhicule à la structure de carros- serie B de celui-ci,tandis que les organes de montage en caoutchouc El, E2 et E3 constituent des isolateurs secon- daires. Ces derniers isolateurs ne doivent pas être aussi élastiques que les organes en caoutchouc ordinaires servant à supporter le moteur, en sorte que les isolateurs secon- daires en question ne contrecarrent pas indûment l'effet d'amortissement des masses exercé, par le moteur.
¯ Il y a lieu de noter également que la colonne de direction W doit être pourvue d'un joint coulissant Y, afin de permettre le mouvement relatif se produisant entre la structure de carrosserie B, qui porte la colonne de direc- tion, et l'ossature inférieure D, qui porte l'assemblage inférieur du macanisme de direction.
Au lieu d'être montée en quatre points sur l'ossa- ture inférieure, comme dans l'exemple particulier illustré aux figures 4 à 6, la partie antérieure de la structure de carrosserie du véhicule peut, dans les cas où on emploie un type différent de système de suspension (par exemple un type comportant des ressorts en spirale au lieu de barres
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de torsion) être montée en trois points sur la dite ossature, en remplaçant la paire d'organes F3 et F4 par un seul organe élastique disposé centralement.
REVENDICATIONS
1. Véhicule à moteur du type spécifié ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte un système de répartition des masses agencé de façon que la masse du moteur soit efficacement utilisée pour amortir les vibrations à fréquence audible, qui 51 sont engendrée par les roues, à l'extrémité du véhicule où se trouve le moteur, avant que ces vibrations puissent atteindre la structure de carrosserie du véhicule.
2. Véhicule à moteur du type spécifié ci-dessus, dans lequel les roues, prévues à l'extrémité du véhicule où se trouve le moteur, ont leurs dispositifs de suspension attachés à une ossature inférieure, sur laquelle le moteur et l'extrémité correspondante de la structure de carrosserie du véhicule sont séparément montés de manière élastique.
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Improvements to suspensions for motor vehicles.
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The present invention relates to suspension systems for motor vehicles without a chassis, in particular of the type in which a bodywork and an infrastructure, both made of sheet metal, are integrated, so as to form an autonomous unitary structure.
In the case of motor vehicles, the bodywork of which is entirely of metal, such as mass-produced automobiles, it has become common practice to incorporate the infrastructure, as an integral part of the body structure, this infrastructure. and this body structure being united by a metal sheet base, which forms the floor of the vehicle and is reinforced by sectional side rails in the form of a box, so as to take the place of a: separate chassis.
This compact form of construction, however, has the effect of accentuating the unpleasant rolling noise, also known as
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the name of nf erraiilaaent ", which is distinctly perceived inside the vehicle when it is traveling on an uneven surface. This noise, which is particularly intense when the vehicle is passing over cobblestones or gravel surfaces, is amplified, when independent wheel suspension is used in conjunction with a body structure devoid of chassis and light, yet very stiff.
Various expedients have been adopted in order to reduce road noise in the bodywork of modern motor cars, but the best of these expedients can still only be considered as
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palliative. Thus, one of these expedients consists in coating the casing of the bodywork and its sheet metal base with a sound absorbing composition.
To the knowledge of the applicants, the various suspension systems employed heretofore for motor vehicles have a common characteristic, namely that the suspension, whatever its type, connects the main structure to each other. of the vehicle and its wheels. It is also customary to mount the engine elastically on the structure of the vehicle, so as to isolate the latter as much as possible from the vibrations of the engine.
As a result of this practice, the vibrations communicated to the wheels, due to road shocks, are transmitted by the wheel suspension system directly to the body structure of the vehicle, before reaching the engine.
The mass of this engine therefore does not effectively contribute to damping the vibrations generated in the body structure by the rapid movements of the vehicle's wheels. It should be noted, in this regard, that only the vibrations, the frequencies of which are in the range of audible frequencies, must be taken into account and that the fundamental vibrations of the suspension, the frequencies of which are between approximately 80 and 160 cycles per minute, can be neglected At these low frequencies, the behavior the vehicle's mass distribution system is entirely different.
According to the present invention, the mass distribution system of a motor vehicle of the type specified above is arranged so that the mass of the engine is effectively utilized for damping the vibrations of audible frequency, which are generated therein by them. wheels, at the end of the vehicle where the
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engine, before these vibrations can reach the vehicle body structure.
This result can advantageously be achieved, whether the engine is located at the front or the rear of the vehicle, by directly attaching the suspension devices of the front or rear wheels, as appropriate, to the engine, and by resiliently mounting the engine. corresponding end of the vehicle body structure on said engine.
However, although this arrangement is very effective in reducing rolling noise, in the body of a vehicle it has a drawback in cases where the reciprocating system of the engine is not in perfect dynamic balance, given that, in this case, the resulting vibrations of the engine generate forced vibrations in the body structure of the vehicle.
This drawback is remedied by the preferred embodiment of the invention, by virtue of which the wheels, provided at the end of the vehicle where the engine is located, have their suspension devices attached to a lower frame on which led The engine and the corresponding end of the vehicle body structure are separately resiliently mounted. Thanks to this arrangement, the mass of the engine still plays an effective role in damping the vibrations of audible frequency, generated by the wheels of the vehicle, and the rolling noise of the body of the latter is kept at a sufficiently high level. low.
According to another feature of the preferred embodiment of the invention, the end of the vehicle body structure, adjacent to the engine, is the intermediate mounted on the lower frame by / of the elastic mounting members. which are arranged at points spaced longitudinally from one another, the members
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mounting, which carry the major part of the distributed load, being located substantially in the horizontal plane, which passes through the center of gravity of the vehicle body structure. In this way,
the sluggishness of the resiliently mounted structure / body relative to the lower frame is minimized.
In the drawings appended to this specification: - Figure 1 shows schematically the mass distribution system used until now in motor vehicles; FIG. 2 diagrammatically represents an example of the radically different system for distributing the masses of a motor vehicle, according to the present invention;
- Figure 3 shows schematically a variant of the invention, which effectively uses the principle underlying the arrangement shown in Figure 2, and - Figures 4 to 6 illustrate, by way of example and respectively in plan, in partial front elevation and in side elevation, a practical embodiment of the invention applied to the front suspension of a motor vehicle. The fundamental difference in principle between the prior art and the present invention will become apparent from the comparison of Figures 1 and 2.
Until now (figure 1), the engine A was carried by elastic mounting members bearing on the structure 3 of the vehicle, the latter itself being supported by the main suspension C (comprising the wheels of the vehicle and the springs associated '). It follows from this provision,
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as has already been pointed out, that the engine trap does not effectively contribute to damping the vibrations of audible frequency, generated in the body structure of the vehicle by the rapid movements of the wheels of the vehicle.
In the case of a vehicle having a mass distribution system of the present invention (Figure 2), the mass of the engine A is effectively used to damp the vibrations of audible frequency, which are generated therein, by the wheels of the motor. vehicle, at the end thereof where said motor is mounted, before these vibrations can reach the structure B, the corresponding end of which is supported by elastic mounting members J mounted on said motor A, in order to dampen vibrations, which can be transmitted to the vehicle body.
According to the preferred embodiment of the invention, shown schematically in FIG. 3, the wheels provided at the end of the vehicle where the engine A is located have their suspension members C attached to a lower frame D, on which the motor and the corresponding end of the body structure 3 of the vehicle are carried separately, by means of resilient mounting members E and F respectively. The engine vibrations should now pass through the two sets of elastic members E and F, before reaching structure B.
It is, therefore, possible to establish between the engine and the lower frame D a less elastic connection than those ordinarily used at present for the engine mounts, so that the loss of the damping effect of the engine bypass masses is kept relatively low, in comparison with the system shown in Figure 2. The
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mounting brackets F and E respectively constitute primary and secondary insulators opposing the transmission of vibrations at audible frequency from the wheels of the vehicle to the body structure 3 thereof.
In Figures 4 to 6, which show how the mass distribution system of Figure 3 is applied to a motor vehicle of compact construction, provided with an independent front suspension and an engine arranged at the front, the lower frame D has, in plan (Figure 4) a substantially triangular shape and comprises a pair of side members D1 and D2 of U-shaped cross-section, converging towards the rear and united at their anterior and posterior ends by U spacers D3 and D4 respectively.
In the particular example illustrated in the drawings, the front suspension is of the type with transverse parallelogram linkage, provided with elastic longitudinal torsion bars C1 and C2, which are each keyed to the corresponding lower rod C3 and anchored to the back to the spacer D4 of the lower frame The upper rod C4 of each suspension linkage consists of the arm of a shock absorber C5, the casing of which is attached to a bridge structure G of box section , which is mounted on the side members D1 and D2 and extends, with a certain clearance, above the rear part of the engine A.
The front end of the engine A is bolted to inclined rubber blocks El and E2, carried respectively by brackets D5 and D6 which are attached to reinforcing elements D7 and De of the lower frame D, while the housing H, in which the end of the motor shaft is housed, is mounted on a rubber block E3, which is attached to a spacer.
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is D9 connecting the branches Dl and D2 of the lower frame D.
At its front end, the coachwork structure B of the vehicle is resiliently mounted at four points on the lower frame D. Thus, two pairs of mounting flanges KI and K2 extend forward at the junction. between the oblique floor M (FIG. 6) and the apron N of the vehicle, so as to cooperate with eyelet brackets P1 and P2 fixed to the upper part of the bridge structure G, in the vicinity of its ends. The flanges K1 and K2 are attached to the consoles P1 and P2 by b rocks Ql and Q2, which pass through cylindrical rubber bushings Fl and F2 respectively, each of these bushes being held in the eyelet of the corresponding bracket.
The spacer D4 of the lower frame is provided, in the vicinity of its end su with pins S1 and S2 directed towards the rear, each of these pins being fixed to the corresponding console of a pair of brackets. and T2, attached to the lower part of the metal floor R of the vehicle. The brackets T1 and T2 carry cylindrical rubber bushings F3 and F4 respectively, through which passes the corresponding pin SI or S2. A local reinforcement of the floor is obtained by fixing to its upper part a transverse U beam of U section.
Although the weight of the front end of the body structure B of the vehicle is distributed between the elastic mounting members FI, F2, F3 and F4, most of this load is carried by FI and F2, because the latter components are located very close to the vertical plane containing the axes of the front wheels of the vehicle. Likewise, as emerges from
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FIG. 6, / anterior pair of elastic members F1 and F2 are found significantly higher than the posterior pair of elastic members F3 and F4.
In fact, the elements F1 and F2 are located at a height which is substantially the same as that of the horizontal plane passing through the center of gravity of the body structure B of the vehicle. As a result, the rolling of the elastic structure B relative to the lower frame D, which inevitably adds to the rolling created by the normal vehicle wheel suspension system, is minimized.
It emerges from what has already been pointed out in connection with FIG. 3 that the rubber mounting members F1, F2, F3 and F4 constitute primary isolators opposing the transmission of vibrations of audible frequency from the front wheels of the vehicle to the body structure B thereof, while the rubber mounting members El, E2 and E3 constitute secondary insulators. These latter insulators should not be as resilient as the ordinary rubber members used to support the motor, so that the secondary insulators in question do not unduly counteract the mass damping effect exerted by the motor.
¯ It should also be noted that the steering column W must be provided with a sliding joint Y, in order to allow the relative movement occurring between the body structure B, which carries the steering column, and the 'lower frame D, which carries the lower assembly of the steering system.
Instead of being mounted at four points on the lower frame, as in the particular example illustrated in Figures 4 to 6, the front part of the vehicle body structure can, in cases where a type is used. different from suspension system (e.g. a type with spiral springs instead of bars
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torsion) be mounted at three points on said framework, replacing the pair of members F3 and F4 by a single elastic member arranged centrally.
CLAIMS
1. Motor vehicle of the type specified above, characterized in that it comprises a mass distribution system arranged so that the mass of the engine is effectively used to damp the vibrations at audible frequency, which are generated by the vibrations. wheels, at the end of the vehicle where the engine is located, before these vibrations can reach the body structure of the vehicle.
2. Motor vehicle of the type specified above, in which the wheels, provided at the end of the vehicle where the engine is located, have their suspension devices attached to a lower frame, on which the engine and the corresponding end of the vehicle body structure are separately resiliently mounted.