EP3899315A1 - Amortisseur hydraulique à désactivation temporaire d'inertie - Google Patents

Amortisseur hydraulique à désactivation temporaire d'inertie

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Publication number
EP3899315A1
EP3899315A1 EP19868203.1A EP19868203A EP3899315A1 EP 3899315 A1 EP3899315 A1 EP 3899315A1 EP 19868203 A EP19868203 A EP 19868203A EP 3899315 A1 EP3899315 A1 EP 3899315A1
Authority
EP
European Patent Office
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axial rod
hydraulic damper
orifice
shutter
inertia
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19868203.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christophe Monteil
Jean Marc ALLEGRE
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PSA Automobiles SA
Original Assignee
PSA Automobiles SA
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Filing date
Publication date
Application filed by PSA Automobiles SA filed Critical PSA Automobiles SA
Publication of EP3899315A1 publication Critical patent/EP3899315A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16F9/3221—Constructional features of piston rods
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    • F16F9/34—Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic shock absorber with temporary deactivation of inertia as a function of the frequency applied to the hydraulic shock absorber, in particular for a wheel shock absorber in a motor vehicle during a high frequency wheel rebound.
  • Motor vehicles have on each wheel a shock absorber arranged in parallel with a suspension spring, which slows the movement of the suspension in order to ensure comfort and handling.
  • Hydraulic shock absorbers are often used comprising a rod linked to a piston moving in a cylinder delimiting two chambers, with a limitation of the passages of the fluid from one chamber to the other in order to slow down the movements of this rod.
  • the intensity of braking of the suspension movement represents a compromise responding to different constraints.
  • a known type of damper presented in particular by document US-A1-20130037362, comprises an inertia system comprising a column of fluid connecting the two chambers arranged on each side of the piston.
  • the column of fluid wound around the body of the shock absorber has a reduced section and a length large enough to contain a mass of fluid set in motion with high speed by the movement of the suspension, which artificially adds inertia to the body during its movements braking low frequency oscillations.
  • shock absorber presented in particular by document CN-A-105276060, comprises a helical column of fluid which is arranged around or next to the body of the shock absorber.
  • the column of fluid disposed outside the body of the shock absorber, adds a mass which it is sought to reduce in order to reduce the consumption of the vehicle, and a volume which is not not always available in the suspension environment.
  • a fictitious added mass is visible at the body pumping frequency, which is approximately 1 to 1.5 Hertz, which is desired.
  • the problem underlying the invention is, for an inertial hydraulic damper, to temporarily suspend the hydraulic inertia delivered by this hydraulic damper at predetermined frequencies for which it is recognized that maintaining the inertia of the shock absorber is very harmful.
  • the present invention relates to a hydraulic shock absorber for the suspension of a motor vehicle comprising a cylindrical body containing a piston fixed to an axial rod. sliding, delimiting in this body two chambers which are connected by a column of inertia fluid opening into each chamber by a respective first or second orifice disposed laterally on the axial rod, characterized in that the column of inertia fluid is formed at the inside the axial rod and that the piston is connected to a shutter by a spring, a mass of the shutter and a spring return constant being calibrated so that the shutter temporarily and at least partially closes the first orifice at a predetermined frequency applied to the damper.
  • the invention proposes a device for deactivating the hydraulic inertia of a shock absorber, this as a function of the frequency.
  • the technical effect thus obtained is to have a maximum inertia on the mode that one wishes to amortize, mainly the body mode for a hydraulic wheel suspension damper in a motor vehicle and minimal on the other frequencies, in particular on a frequency band which corresponds to the wheel rebound associated with the shock absorber.
  • the present invention combines with interactive effect and synergy a technology of a hydraulic column in the rod with such a deactivation device, which provides a great synergy.
  • an inertial hydraulic shock absorber adds a fictitious mass to the body of the vehicle seen by the suspension reducing the natural frequency of oscillation of this body with, however, the detriment of having too much inertia during a wheel rebound.
  • the deactivation device formed by a shutter connected to the piston by a spring is very simple in design and very compact in size and can very well be integrated into an inertial damper, this without requiring any specific adaptation which may involve a reconfiguration of 1 shock absorber.
  • the predetermined frequency corresponds to the rebound frequency of a wheel of the motor vehicle associated with the hydraulic damper.
  • the rebound frequency is corrected as a function of an inertia supply provided by the hydraulic damper.
  • the inertia column is formed by axial channels arranged along the rod, the axial channels being arranged in series, each successively forming a return or a return along the axial rod.
  • the two chambers are superimposed vertically in the mounted position of the hydraulic damper on the motor vehicle, respectively forming an upper chamber and a lower chamber, the first orifice being that of the upper chamber.
  • the first orifice opens into the first channel extending to a longitudinal end of the rod, the first channel being extended by a second channel to the other longitudinal end of the axial rod, the second channel being extended through a third channel to the second orifice.
  • shock absorber is that the column of fluid formed inside the axial rod, which may have several back and forth along this rod in order to increase its length, uses a space inside the shock absorber . We avoid taking a volume outside the body of the shock absorber to make the column, without equipment additional exterior and the mass of the shock absorber and its cost are little increased.
  • a compact hydraulic shock absorber is thus obtained which adds a fictitious mass seen by the suspension to the vehicle body, reducing the natural frequency of oscillation of this body.
  • the piston and the shutter comprise dynamic sealing means with respect to an internal wall of the cylindrical body.
  • an external contour of the sliding axial rod carries a stop against a movement of the shutter away from the orifice associated with the shutter, the stop being arranged on the side of a face of the shutter opposite to the piston.
  • the piston comprises at least one bore allowing communication between the two chambers, said at least one bore comprising a damping device by restriction of the valve, diaphragm or any other dissipation damping technology allowing free passage of the fluid. from the upper chamber to the lower chamber and a braked passage in an opposite direction.
  • the rod exits outward axially to the hydraulic damper at each longitudinal end of the cylindrical body of the damper.
  • the invention also relates to a motor vehicle fitted with suspension dampers on running gear, each suspension damper being as previously described.
  • FIG. 1 is a diagram in axial section of a hydraulic shock absorber according to the invention, presented in a middle position corresponding to a relatively low frequency, for example of the order of 2 Hertz, a spring of a shutter of an orifice of the axial rod pushing the shutter against a stop away from the piston,
  • FIG. 2 shows the damper shown in Figure 1 when working in compression at a relatively low frequency, for example of the order of 2 Hertz, the axial rod having protruded from the hydraulic damper that in FIG. 1 and the upper chamber having decreased in volume,
  • FIG. 3 is a diagram in axial section of a hydraulic shock absorber according to the invention subjected to a predetermined frequency for which a suspension or temporary inhibition of the inertia provided by the shock absorber is required, this at a relatively frequent strong, for example of the order of 4 Hertz or more, with temporary inhibition of inertia,
  • FIG. 4 shows the shock absorber shown in Figure 3 during further compression work
  • FIG. 5 shows a comparison of two curves of an inertial hydraulic damper according to the state of the art and an inertial hydraulic damper according to the present invention with inhibition of inertia for a specific range of frequencies, a inertial peak as a function of the predetermined frequencies requiring inhibition of the inertia not being visible in this FIG. 5 on the curve of the damper according to the present invention but being so on the curve of the damper according to the state of the technique.
  • Figures 1 to 4 show a shock absorber comprising a tubular main body 2 elongated along a vertical axis in the figures, comprising an axial rod 4 exiting at the two longitudinal ends of this body 2.
  • the piston 6 delimits a lower chamber 8 and an upper, lower and upper chamber 10 corresponding to their respective position when the damper is in the mounted position being associated with a wheel of a motor vehicle resting on a horizontal plane.
  • the axial rod 4 extending axially at the two longitudinal ends of the body 2 makes it possible to obtain an identical volume variation between the two chambers 8, 10 during the movements of the piston 6, which avoids the installation of a complementary system compensating for a difference variation of these volumes, necessary in the case where the axial rod leaves only on one side.
  • the body 2 of the shock absorber can be fixed to the vehicle body and the axial rod 4 to an element of the suspension. Alternatively, one can reverse these two fixings.
  • the shock absorber shown in the figures in a vertical position can take all the inclinations in the vehicle.
  • the axial rod 4 comprises a little above the piston 6 a first orifice 12 opening laterally into an inner column 14 formed along this axial rod.
  • the axial rod 4 also has a second orifice 16 opening laterally into an inner column or column of inertia fluid 14 formed inside and along this axial rod 4, the second orifice 16 opening laterally advantageously in a direction opposite to the outlet of the first orifice 12.
  • Such an inertial damper is capable of generating inertia from a volume of displaced fluid.
  • a shutter 21 of the first orifice 12 is used with a mass of the shutter 21 controlling the closing of the first orifice 12 to inhibit the inertial system of the shock absorber.
  • the piston 6 is connected to a shutter 21 by a spring 22.
  • a mass of the shutter 21 and a return constant of the spring 22 are calibrated so that the shutter 21 temporarily closes the first orifice 12 in l obstructing at least partially at a predetermined frequency applied to the damper.
  • the shutter 21 may be on one side of the first orifice 12 opposite to that on which the piston is located
  • the shutter 21 is disposed by sliding on the axial rod and fixed to the piston 6 by a spring 22.
  • the mass of the shutter 21 is calibrated to close the first orifice 12 for a frequency predetermined, for example a frequency of wheel rebound around 15 Hertz.
  • the shutter 21 is therefore fixed on the low frequencies, for example between 0 and 4 Hertz.
  • the first orifice 12 is then free and the damper can have hydraulic inertia.
  • the shutter 21 moves and then closes the first orifice 12 making the inertia fluid inactive.
  • the predetermined frequency corresponds to the rebound frequency of a wheel of the motor vehicle associated with the hydraulic damper, for example 15 Hertz but this frequency may have been modified by the shock absorber and lowered to 4 Hertz, due to an inertia supply provided by the hydraulic shock absorber.
  • the shutter 21 On low frequencies, for example less than 2 Hertz, the shutter 21 is below its proper mode and therefore inactive. The shutter 21 then follows the movement of the axial rod and a circuit internal to the axial rod is open, which activates the fluid inertia system of the damper. This is shown in Figures 1 and 2.
  • the shutter 21 is around its natural frequency therefore active when the first orifice 12 is at least partially closed.
  • the shutter 21 then moves relative to the axial rod and independently of the axial rod 4. By this movement,
  • closure of the first orifice 12 by the shutter 21 is not permanent and even complete but suffices to make the inertia fluid sufficiently negligible not to be stressed by the rebound of the wheel.
  • the shutter 21 may include dynamic sealing means 18 relative to an internal wall of the cylindrical body 2.
  • An external contour of the sliding axial rod 4 can carry a stop 23 against a movement of the shutter 21 away from the orifice associated with the shutter 21, the stop 23 being disposed on the side of a face of the shutter 21 opposite piston 6.
  • the piston 6 present in the hydraulic shock absorber is rigidly connected to the axial rod 4.
  • the piston 6 can comprise at least one bore 20 allowing communication between the two chambers 8, 10.
  • the hole (s) 20 can comprise a damping device by restriction of the valve, diaphragm or any other dissipation damping technology allowing free passage of the fluid from the upper chamber to the lower chamber and a braked passage in an opposite direction. .
  • the piston 6 has two holes 20 but this is not limiting.
  • the axial rod 4 can extend outward axially to the hydraulic shock absorber at each longitudinal end of the cylindrical body 2 of the shock absorber, thus being open on both sides of the hydraulic shock absorber so as not to have to manage compensation.
  • the first orifice 12 can be obstructed by the shutter 21 in the hydraulic shock absorber.
  • the inner column or inertia column 14, formed along this axial rod 4, can accommodate axial channels 14a, 14b, 14c arranged along the axial rod 4.
  • the axial channels 14a, 14b, 14c can be arranged in series, each successively forming a return or a return along the axial rod 4.
  • an inertial axial column 14 is obtained, formed by three successive channels 14a, 14b, 14c, having a total length slightly greater than twice the length of the axial rod 4.
  • an inertia column 14 is obtained, comprising generally over its entire length a surface of constant section, with the exception of the zones d end forming the connection between two channels where the fluid changes direction.
  • a greater number of channels can be formed than three channels, each constituting a return trip along the length of the axial rod 4, to increase the length of the inertia column 14.
  • the two chambers 8, 10 can be superimposed vertically in the mounted position of the hydraulic damper on the motor vehicle, respectively forming an upper chamber 10 and a lower chamber 8, the first orifice 12 being that of the upper chamber 10.
  • the first orifice 12 can open into the first channel 14a extending to a longitudinal end of the axial rod 4, the first channel 14a being extended by a second channel 14b to the other longitudinal end of the axial rod 4 , the second channel 14b being extended by a third channel 14c up to the second orifice 16.
  • the piston 6 compresses the fluid of the upper chamber 10, by pushing it through the first orifice 12 through successively the first channel 14a turned downwards, then the second channel 14b turned upwards, and finally the third channel 14c facing downwards, opening out through the second orifice 16 in the lower chamber 8. This is inhibited during the movement of the shutter 21 opposite the first orifice 12.
  • the valve slightly brakes the passage of the fluid towards the upper chamber 10, giving a flow rate adding to that of the inertia column 14, which facilitates the rise of the axial rod 4 during work in compression of one damper.
  • FIG. 5 shows two curves giving a power of inertia PI delivered by the hydraulic damper as a function of a frequency F.
  • the curve in solid line is obtained by the implementation of the present invention while the curve in dotted lines is obtained for a hydraulic shock absorber according to the state of the art.
  • peaks of inertia level are visible, each reaching a graduation of 1.4, including a desired first peak at a frequency of approximately 1 Hertz and covered by the first peak obtained according to a hydraulic damper in accordance with the present invention, deactivation of the inertia not having been implemented for this frequency.
  • This first desired peak corresponds to the frequency of the body pumping.
  • the second peak of the same magnitude or of a slightly greater magnitude, only recognizable on the dotted curve relating to a hydraulic damper according to the state of the technique, occurs around 3.5 Hertz and relates to a wheel rebound whose frequency has been corrected.
  • This second peak is not present on the solid line curve relating to a hydraulic damper according to the present invention, which shows the effect of the inhibition of the inertia produced by the at least partial closure of the first orifice 12 by the shutter 21.

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Abstract

L'invention concerne un amortisseur hydraulique de suspension de véhicule automobile comportant un corps (2) cylindrique contenant un piston (6) fixé à une tige axiale (4) coulissante, délimitant dans ce corps (2) deux chambres (8, 10) qui sont reliées par une colonne de fluide à inertie (14) débouchant dans chaque chambre (8,10) par un premier (12) ou deuxième orifice (16) respectif disposé latéralement sur la tige axiale (4). La colonne de fluide à inertie (14) est formée à l'intérieur de la tige axiale (4) et le piston (6) est relié à un obturateur (21) par un ressort (22), une masse de l'obturateur (21) et une constante de rappel du ressort (22) étant calibrés pour que l'obturateur (21) ferme temporairement et au moins partiellement le premier orifice (12) à une fréquence prédéterminée appliquée à l'amortisseur.

Description

DESCRIPTION
TITRE : AMORTISSEUR HYDRAULIQUE A DESACTIVATION
TEMPORAIRE D' INERTIE
Domaine technique de l ' invention
La présente invention concerne un amortisseur hydraulique à désactivation temporaire d'inertie en fonction de la fréquence appliquée sur l'amortisseur hydraulique, notamment pour un amortisseur de roue dans un véhicule automobile lors d'un rebond de roue à haute fréquence.
Art antérieur
Les véhicules automobiles comportent sur chaque roue un amortisseur disposé en parallèle d'un ressort de suspension, qui freine le mouvement de la suspension afin d'assurer le confort et la tenue de route.
On utilise souvent des amortisseurs hydrauliques comprenant une tige liée à un piston se déplaçant dans un cylindre en délimitant deux chambres, avec une limitation des passages du fluide d'une chambre à l'autre afin de freiner les mouvements de cette tige.
L'intensité du freinage du mouvement de la suspension, différenciée suivant la direction de ce mouvement, représente un compromis répondant à différentes contraintes. En particulier, il est intéressant pour améliorer le confort de freiner le mode propre d'oscillation de la caisse du véhicule formant la masse suspendue, présentant une basse fréquence généralement comprise entre 1 et 5Hz.
Pour cela, un type d'amortisseur connu, présenté notamment par le document US-A1-20130037362, comporte un système à inertie comprenant une colonne de fluide reliant les deux chambres disposées de chaque côté du piston.
La colonne de fluide enroulée autour du corps de l'amortisseur, présente une section réduite et une longueur suffisamment importante pour contenir une masse de fluide mise en mouvement avec une grande vitesse par le débattement de la suspension, ce qui ajoute artificiellement une inertie à la caisse lors de ses mouvements freinant les oscillations basses fréquences .
Un autre type d'amortisseur connu, présenté notamment par le document CN-A-105276060, comporte une colonne hélicoïdale de fluide qui est disposée autour ou à côté du corps de 1 'amortisseur .
Toutefois, pour ces différents types d'amortisseur la colonne de fluide, disposée à l'extérieur du corps de l'amortisseur, ajoute une masse que l'on cherche à réduire pour diminuer les consommations du véhicule, et un volume qui n'est pas toujours disponible dans l'environnement de la suspension.
Lorsque l'on utilise un amortisseur hydraulique de suspension de roue pour un véhicule automobile de type inertiel, une masse fictive ajoutée est visible à la fréquence de pompage de caisse, qui est d'environ de 1 à 1.5 Hertz, ce qui est souhaité .
Par contre, cela se produit aussi sur ce qui est appelé la fréquence du rebond de roue se produisant aux environs d'une fréquence de 4 Hertz, cette fréquence correspondant à la fréquence du rebond, voisine de 15 Hertz mais cependant corrigée par l'apport d'inertie procuré par l'amortisseur faisant descendre cette fréquence en dessous de 5 Hertz.
Une telle fréquence de rebond de roue, même corrigée, est très pénalisante mais inhérente à l'amortisseur hydraulique qui qui couple la roue à la caisse via une inertie très importante.
Par conséquent, le problème à la base de l'invention est, pour un amortisseur hydraulique inertiel, de suspendre temporairement l'inertie hydraulique délivrée par cet amortisseur hydraulique à des fréquences prédéterminées pour lesquelles il est reconnu qu'un maintien de l'inertie de l'amortisseur est très préjudiciable.
Résumé de l ' invention
A cet effet la présente invention concerne un amortisseur hydraulique de suspension de véhicule automobile comportant un corps cylindrique contenant un piston fixé à une tige axiale coulissante, délimitant dans ce corps deux chambres qui sont reliées par une colonne de fluide à inertie débouchant dans chaque chambre par un premier ou deuxième orifice respectif disposé latéralement sur la tige axiale, caractérisé en ce que la colonne de fluide à inertie est formée à l'intérieur de la tige axiale et que le piston est relié à un obturateur par un ressort, une masse de l'obturateur et une constante de rappel du ressort étant calibrés pour que l'obturateur ferme temporairement et au moins partiellement le premier orifice à une fréquence prédéterminée appliquée à l'amortisseur.
L'invention propose un dispositif de désactivation de l'inertie hydraulique d'un amortisseur, ceci en fonction de la fréquence .
L'effet technique ainsi obtenu est d'avoir une inertie maximale sur le mode que l'on souhaite amortir, principalement le mode de caisse pour un amortisseur hydraulique de suspension de roue dans un véhicule automobile et minimale sur les autres fréquences, notamment sur une bande de fréquence qui correspond au rebond de roue associée à l'amortisseur.
La présente invention combine avec effet interactif et synergie une technologie d'une colonne hydraulique dans la tige avec un tel dispositif de désactivation, ce qui procure une grande synergie .
En effet, un amortisseur hydraulique inertiel ajoute une masse fictive à la caisse du véhicule vue par la suspension diminuant la fréquence propre d'oscillation de cette caisse avec cependant le détriment de présenter une inertie trop forte lors d'un rebond de roue.
Ce dernier désavantage est annulé par l'action du dispositif de dispositif de désactivation de l'inertie hydraulique d'un amortisseur, ceci en fonction de fréquences prédéterminées pour lesquelles une telle inertie n'a pas lieu d'être ou est même préjudiciable, par exemple à une fréquence correspondant à la fréquence de rebond de roue corrigée par 1 'amortisseur .
Il y a donc une forte interaction entre un amortisseur du type inertiel et le dispositif de désactivation inertielle, ce qui permet d'obtenir un amortisseur hydraulique adapté pour toutes les fréquences travaillées et ne présentant que des avantages pour toutes les fréquences appliquées à l'amortisseur.
Le dispositif de désactivation formé d'un obturateur relié au piston par un ressort est très simple de conception et d'un encombrement très réduit en pouvant très bien être intégré dans un amortisseur inertiel, ceci sans nécessiter d'adaptation spécifique pouvant impliquer une reconfiguration de 1 'amortisseur .
Avantageusement, la fréquence prédéterminée correspond à la fréquence de rebond d'une roue du véhicule automobile associée à l'amortisseur hydraulique.
Avantageusement, la fréquence de rebond est corrigée en fonction d'un apport d'inertie fourni par l'amortisseur hydraulique .
Avantageusement, la colonne à inertie est formée par des canaux axiaux disposés le long de la tige, les canaux axiaux étant disposés en série formant chacun successivement un aller ou un retour le long de la tige axiale.
Avantageusement, les deux chambres sont superposées verticalement en position montée de l'amortisseur hydraulique sur le véhicule automobile en formant respectivement une chambre supérieure et une chambre inférieure, le premier orifice étant celui de la chambre supérieure.
Avantageusement, le premier orifice débouche dans le premier canal s'étendant jusqu'à une extrémité longitudinale de la tige, le premier canal étant prolongé par un deuxième canal jusqu'à l'autre extrémité longitudinale de la tige axiale, le deuxième canal étant prolongé par un troisième canal jusqu'au deuxième orifice.
Un avantage de cet amortisseur est que la colonne de fluide formée à l'intérieur de la tige axiale, pouvant comporter plusieurs allers et retours le long de cette tige afin d'augmenter sa longueur, utilise un espace à l'intérieur de l'amortisseur. On évite de prendre un volume à l'extérieur du corps de l'amortisseur pour réaliser la colonne, sans équipement extérieur supplémentaire et on augmente peu la masse de l'amortisseur et son coût.
On obtient ainsi un amortisseur hydraulique compact qui ajoute sur la caisse du véhicule une masse fictive vue par la suspension, diminuant la fréquence propre d'oscillation de cette caisse .
Avantageusement, le piston et l'obturateur comprennent des moyens d'étanchéité dynamique par rapport à une paroi interne du corps cylindrique.
Avantageusement, un contour externe de la tige axiale coulissante porte une butée contre un mouvement de l'obturateur en éloignement de l'orifice associé à l'obturateur, la butée étant disposée du côté d'une face de l'obturateur opposée au piston .
Avantageusement, le piston comprend au moins un perçage permettant une communication entre les deux chambres, ledit au moins un perçage comprenant un dispositif d'amortissement par restriction du type clapet, diaphragme ou toute autre technologie d'amortissement par dissipation permettant un passage libre du fluide de la chambre supérieure vers la chambre inférieure et un passage freiné dans une direction opposée.
Avantageusement, la tige sort vers l'extérieur axialement à l'amortisseur hydraulique à chaque extrémité longitudinale du corps cylindrique de l'amortisseur.
L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile équipé d'amortisseurs de suspension sur des trains roulants, chaque amortisseur de suspension étant comme précédemment décrit .
Brève description des figures
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
[Fig. 1] - la figure 1 est un schéma en coupe axiale d'un amortisseur hydraulique selon l'invention, présenté dans une position médiane correspondant à une fréquence relativement faible, par exemple de l'ordre de 2 Hertz, un ressort d'un obturateur d'un orifice de la tige axiale poussant l'obturateur contre une butée en éloignement du piston,
[Fig. 2] - la figure 2 présente l'amortisseur montré à la figure 1 lors d'un travail en compression à une fréquence relativement faible, par exemple de l'ordre de 2 Hertz, la tige axiale ayant fait plus saillie de l'amortisseur hydraulique qu'à la figure 1 et la chambre supérieure ayant diminué de volume,
[Fig. 3] - la figure 3 est un schéma en coupe axiale d'un amortisseur hydraulique selon l'invention soumis à une fréquence prédéterminée pour laquelle une suspension ou inhibition temporaire de l'inertie fournie par l'amortisseur est requise, ceci à une fréquence relativement forte, par exemple de l'ordre de 4 Hertz ou plus, avec inhibition temporaire de l'inertie,
[Fig. 4] - la figure 4 présente l'amortisseur montré à la figure 3 lors d'une poursuite du travail en compression,
[Fig. 5] - la figure 5 montre une comparaison de deux courbes d'un amortisseur hydraulique inertiel selon l'état de la technique et d'un amortisseur hydraulique inertiel selon la présente invention avec inhibition de l'inertie pour une gamme spécifique de fréquences, un pic inertiel en fonction des fréquences prédéterminées requérant une inhibition de l'inertie n'étant pas visible à cette figure 5 sur la courbe de l'amortisseur selon la présente invention mais l'étant sur la courbe de l'amortisseur selon l'état de la technique.
Il est à garder à l'esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l'invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l'invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier, les dimensions des différents éléments illustrés ne sont pas représentatives de la réalité.
Description détaillée de l ' invention Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées.
Les figures 1 à 4 présentent un amortisseur comportant un corps principal tubulaire 2 allongé suivant un axe vertical aux figures, comprenant une tige axiale 4 sortant aux deux extrémités longitudinales de ce corps 2. Un piston 6, fixé à la tige axiale 4, coulisse dans l'alésage du corps 2 avec une étanchéité dynamique 18 disposée sur son contour.
Le piston 6 délimite une chambre inférieure 8 et une chambre supérieure 10, inférieure et supérieure correspondant à leur position respective quand l'amortisseur est en position montée en étant associée à une roue d'un véhicule automobile en appui sur un plan horizontal.
La tige axiale 4 sortant axialement aux deux extrémités longitudinales du corps 2 permet d'obtenir une variation de volume identique entre les deux chambres 8, 10 lors des mouvements du piston 6, ce qui évite l'installation d'un système complémentaire compensant un écart de variation de ces volumes, nécessaire dans le cas où la tige axiale ne sort que d'un seul côté .
En particulier, le corps 2 de l'amortisseur peut être fixé à la caisse du véhicule et la tige axiale 4 à un élément de la suspension. En variante, on peut inverser ces deux fixations. L'amortisseur présenté sur les figures dans une position verticale, peut prendre toutes les inclinaisons dans le véhicule .
La tige axiale 4 comporte un peu au-dessus du piston 6 un premier orifice 12 débouchant latéralement dans une colonne intérieure 14 formée le long de cette tige axiale. La tige axiale 4 comporte aussi un deuxième orifice 16 débouchant latéralement dans une colonne intérieure ou colonne de fluide à inertie 14 formée à l'intérieur et le long de cette tige axiale 4, le deuxième orifice 16 débouchant latéralement avantageusement dans une direction opposée au débouché du premier orifice 12.
Un tel amortisseur inertiel est apte à générer une inertie à partir d'un volume de fluide déplacé. Pour traiter et désactiver l'inertie sur une ou une gamme de fréquence prédéterminées, notamment une fréquence corrigée ou non correspondant à un rebond de roue, il est utilisé un obturateur 21 du premier orifice 12 avec une masse propre de l'obturateur 21 pilotant la fermeture du premier orifice 12 pour inhiber le système inertiel de l'amortisseur.
Selon l'invention, le piston 6 est relié à un obturateur 21 par un ressort 22. Une masse de l'obturateur 21 et une constante de rappel du ressort 22 sont calibrés pour que l'obturateur 21 ferme temporairement le premier orifice 12 en l'obstruant au moins partiellement à une fréquence prédéterminée appliquée à l'amortisseur.
Au repos, l'obturateur 21 peut se trouver sur un côté du premier orifice 12 opposé à celui sur lequel se trouve le piston
6.
Ainsi, à proximité du premier orifice 12, l'obturateur 21 est disposé en étant coulissant sur la tige axiale et fixé au piston 6 par un ressort 22. La masse de l'obturateur 21 est calibrée pour obturer le premier orifice 12 pour une fréquence prédéterminée, par exemple une fréquence du rebond de roue autour de 15 Hertz.
L'obturateur 21 est donc fixe sur les fréquences basses, par exemple entre 0 et 4 Hertz. Le premier orifice 12 est alors libre et l'amortisseur peut présenter une inertie hydraulique.
Lorsque la fréquence s'approche d'une fréquence prédéterminée, avantageusement plus haute et notamment vers les 15 Hertz, ou d'une fréquence prédéterminée ayant été corrigée par l'amortisseur en étant abaissée, par exemple en étant vers les 4 Hertz, l'obturateur 21 se déplace et vient alors obturer le premier orifice 12 rendant l'inertie fluide inactive.
La fréquence prédéterminée correspond à la fréquence de rebond d'une roue du véhicule automobile associée à l'amortisseur hydraulique, par exemple 15 Hertz mais cette fréquence peut avoir été modifiée par l'amortisseur et être descendue à 4 Hertz, du fait d'un apport d'inertie fourni par l'amortisseur hydraulique.
L'homme de métier a les compétences requises pour sélectionner une fréquence pour laquelle une inertie procurée par l'amortisseur est préjudiciable et de régler l'obturateur
21 de par sa masse et la constante de rappel du ressort 22 pour que l'obturateur 21 ferme le premier orifice 12 dès l'atteinte de cette fréquence.
L'homme de métier a aussi les compétences pour corriger cette fréquence prédéterminée pouvant avoir été modifiée par l'action de l'amortisseur hydraulique.
Il est donné ci-après un exemple non limitatif de gammes de fréquence pour lesquelles l'obturateur 21 est actif ou non.
Sur des fréquences basses, par exemple inférieures à 2 Hertz, l'obturateur 21 est en dessous de son mode propre donc inactif. L'obturateur 21 suit alors le mouvement de la tige axiale et un circuit interne à la tige axiale est ouvert, ce qui rend actif le système à inertie fluide de l'amortisseur. Ceci est montré aux figures 1 et 2.
Sur les fréquences plus hautes, par exemple autour de 4 Hertz, et pour des petits débattements, l'obturateur 21 est autour de sa fréquence propre donc actif à la fermeture au moins partielle du premier orifice 12.
L'obturateur 21 se déplace alors par rapport à la tige axiale et indépendamment de la tige axiale 4. Par ce mouvement,
11 vient obturer le circuit interne à la tige axiale 4, ce qui désactive ou inhibe le système à inertie fluide de 1 'amortisseur .
Ceci est montré aux figures 3 et 4. A la figure 3, l'obturateur 21 est en position de fermeture du premier orifice
12 et le ressort 22 n'est pas comprimé. A la figure 4, le ressort
22 a été comprimé mais l'obturateur 21 demeure encore en position de fermeture partielle du premier orifice 12.
Il est à considérer que la fermeture du premier orifice 12 par l'obturateur 21 n'est pas permanente et même complète mais suffit à rendre l'inertie fluide suffisamment négligeable pour ne pas être sollicitée par le rebond de roue.
Comme précédemment décrit pour le piston 6, l'obturateur 21 peut comprendre des moyens d'étanchéité 18 dynamique par rapport à une paroi interne du corps 2 cylindrique.
Un contour externe de la tige axiale 4 coulissante peut porter une butée 23 contre un mouvement de l'obturateur 21 en éloignement de l'orifice associé à l'obturateur 21, la butée 23 étant disposée du côté d'une face de l'obturateur 21 opposée au piston 6.
De manière générale, le piston 6 présent dans l'amortisseur hydraulique est lié rigidement à la tige axiale 4. Le piston 6 peut comprendre au moins un perçage 20 permettant une communication entre les deux chambres 8, 10.
Le ou les perçages 20 peuvent comprendre un dispositif d'amortissement par restriction du type clapet, diaphragme ou toute autre technologie d'amortissement par dissipation permettant un passage libre du fluide de la chambre supérieure vers la chambre inférieure et un passage freiné dans une direction opposée.
Par exemple, sans que cela soit limitatif, on peut disposer au moins un perçage 20 du piston 6 entre les deux chambres 8, 10, présentant un petit diamètre, comportant un clapet permettant un passage libre du fluide de la chambre supérieure 10 vers la chambre inférieure 8, et un passage fortement freiné dans l'autre direction.
Aux figures 1 à 4, le piston 6 présente deux perçages 20 mais ceci n'est pas limitatif.
La tige axiale 4 peut sortir vers l'extérieur axialement à l'amortisseur hydraulique à chaque extrémité longitudinale du corps 2 cylindrique de l'amortisseur en étant donc débouchante des deux côtés de l'amortisseur hydraulique pour ne pas avoir à gérer de compensation.
En position statique de l'amortisseur hydraulique, le premier orifice 12 peut être obstrué par l'obturateur 21 dans l'amortisseur hydraulique. La colonne intérieure ou colonne à inertie 14, formée le long de cette tige axiale 4, peut loger des canaux axiaux 14a, 14b, 14c disposés le long de la tige axiale 4.
Les canaux axiaux 14a, 14b, 14c peuvent être disposés en série formant chacun successivement un aller ou un retour le long de la tige axiale 4.
De cette manière, on obtient une colonne axiale à inertie 14 formée par trois canaux 14a, 14b, 14c qui se succèdent, présentant une longueur totale un peu supérieure à deux fois la longueur de la tige axiale 4.
On notera qu'à partir de chaque orifice 12, 16, la colonne à inertie 14 partant du côté du piston 6 ajoute une petite longueur supplémentaire correspondant à la distance axiale entre les deux orifices 12, 16, qui s'ajoute à deux fois la longueur de la tige axiale 4.
En réalisant dans la tige axiale 4 des cloisons intérieures qui séparent les canaux 14a, 14b, 14c présentant des sections identiques, on obtient une colonne à inertie 14 comprenant globalement sur toute sa longueur une surface de section constante, à l'exception des zones d'extrémité formant la liaison entre deux canaux où le fluide change de direction.
En alternative, on peut former un nombre plus important de canaux que trois canaux constituant chacun un aller ou un retour suivant la longueur de la tige axiale 4, pour augmenter la longueur de la colonne à inertie 14.
Les deux chambres 8, 10 peuvent être superposées verticalement en position montée de l'amortisseur hydraulique sur le véhicule automobile en formant respectivement une chambre supérieure 10 et une chambre inférieure 8, le premier orifice 12 étant celui de la chambre supérieure 10.
Le premier orifice 12 peut déboucher dans le premier canal 14a s'étendant jusqu'à une extrémité longitudinale de la tige axiale 4, le premier canal 14a étant prolongé par un deuxième canal 14b jusqu'à l'autre extrémité longitudinale de la tige axiale 4, le deuxième canal 14b étant prolongé par un troisième canal 14c jusqu'au deuxième orifice 16. Sans désactivation de l'inertie, le piston 6 comprime le fluide de la chambre supérieure 10, en le repoussant par le premier orifice 12 à travers successivement le premier canal 14a tourné vers le bas, puis le deuxième canal 14b tourné vers le haut, et enfin le troisième canal 14c tourné vers le bas, débouchant par le deuxième orifice 16 dans la chambre inférieure 8. Ceci est inhibé lors du déplacement de l'obturateur 21 en face du premier orifice 12.
Le volume du fluide contenu dans la colonne à inertie 14, donné par la longueur importante multipliée par la section de ce canal, constitue une masse lancée à une grande vitesse grâce à la section réduite, dépendant de la vitesse de coulissement de la tige axiale 4, qui amortit les oscillations de l 'amortisseur .
Dans le cas où le piston 6 comporte dans au moins un perçage 20 un clapet, le clapet freine peu le passage du fluide vers la chambre supérieure 10, en donnant un débit s'ajoutant à celui de la colonne à inertie 14, ce qui facilite la montée de la tige axiale 4 lors du travail en compression de 1 'amortisseur .
La figure 5 montre deux courbes donnant une puissance d'inertie PI délivré par l'amortisseur hydraulique en fonction d'une fréquence F. La courbe en trait plein est obtenue par la mise en œuvre de la présente invention tandis que la courbe en pointillés est obtenu pour un amortisseur hydraulique selon l'état de la technique.
Pour la courbe en pointillés, il est visible deux pics de niveau d'inertie, atteignant chacun une graduation de 1,4, dont un premier pic souhaité à une fréquence d'environ 1 Hertz et recouvert par le premier pic obtenu selon un amortisseur hydraulique conforme à la présente invention, une désactivation de l'inertie n'ayant pas été mis en œuvre pour cette fréquence. Ce premier pic souhaité correspond à la fréquence du pompage de caisse .
Le deuxième pic, de même ampleur ou d'une ampleur légèrement supérieure, uniquement reconnaissable sur la courbe en pointillés relative à un amortisseur hydraulique selon l'état de la technique, se produit vers 3,5 Hertz et est relatif à un rebond de roue dont la fréquence a été corrigée. Ce deuxième pic n'est pas présent sur la courbe en trait plein relative à un amortisseur hydraulique selon la présente invention, ce qui montre l'effet de l'inhibition de l'inertie produit par la fermeture au moins partielle du premier orifice 12 par l'obturateur 21.
Sur la courbe conforme à la présente invention, il est visible que le mode de caisse est bien amorti tandis qu'il n'y a plus d'effet néfaste vers 3,5 à 4 Hertz dû à un rebond de roue .

Claims

REVENDICATIONS
1. Amortisseur hydraulique de suspension de véhicule automobile comportant un corps (2) cylindrique contenant un piston (6) fixé à une tige axiale (4) coulissante, délimitant dans ce corps (2) deux chambres (8, 10) qui sont reliées par une colonne de fluide à inertie (14) débouchant dans chaque chambre (8 ,10) par un premier (12) ou deuxième orifice (16) respectif disposé latéralement sur la tige axiale (4), caractérisé en ce que la colonne de fluide à inertie (14) est formée à l'intérieur de la tige axiale (4) et que le piston (6) est relié à un obturateur (21) par un ressort (22), une masse de l'obturateur (21) et une constante de rappel du ressort (22) étant calibrés pour que l'obturateur (21) ferme temporairement et au moins partiellement le premier orifice (12) à une fréquence prédéterminée appliquée à l'amortisseur.
2. Amortisseur hydraulique selon la revendication précédente, dans lequel la fréquence prédéterminée correspond à la fréquence de rebond d'une roue du véhicule automobile associée à l'amortisseur hydraulique.
3. Amortisseur hydraulique selon la revendication précédente, dans lequel la fréquence de rebond est corrigée en fonction d'un apport d'inertie fourni par l'amortisseur hydraulique .
4. Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la colonne à inertie (14) est formée par des canaux axiaux (14a, 14b,
14c) disposés le long de la tige axiale (4), les canaux axiaux (14a, 14b, 14c) étant disposés en série formant chacun successivement un aller ou un retour le long de la tige axiale ( 4 ) .
5. Amortisseur hydraulique selon la revendication précédente, dans lequel les deux chambres (8, 10) sont superposées verticalement en position montée de l'amortisseur hydraulique sur le véhicule automobile en formant respectivement une chambre supérieure (10) et une chambre inférieure (8), le premier orifice (12) étant celui de la chambre supérieure (10) .
6. Amortisseur hydraulique selon la revendication précédente, dans lequel le premier orifice (12) débouche dans le premier canal (14a) s'étendant jusqu'à une extrémité longitudinale de la tige axiale (4), le premier canal (14a) étant prolongé par un deuxième canal (14b) jusqu'à l'autre extrémité longitudinale de la tige axiale (4), le deuxième canal (14b) étant prolongé par un troisième canal (14c) jusqu'au deuxième orifice (16).)
7. Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le piston (6) et l'obturateur (21) comprennent des moyens d'étanchéité (18) dynamique par rapport à une paroi interne du corps (2) cylindrique .
8. Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un contour externe de la tige axiale (4) coulissante porte une butée (23) contre un mouvement de l'obturateur (21) en éloignement du premier orifice (12), la butée (23) étant disposée du côté d'une face de l'obturateur (21) opposée au piston (6) .
9. Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le piston (6) comprend au moins un perçage (20) permettant une communication entre les deux chambres (8, 10), ledit au moins un perçage (20) comprenant un dispositif d'amortissement par restriction du type clapet, diaphragme ou toute autre technologie d'amortissement par dissipation permettant un passage libre du fluide de la chambre supérieure (10) vers la chambre inférieure (8) et un passage freiné dans une direction opposée.
10. Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la tige axiale (4) sort vers l'extérieur axialement à l'amortisseur hydraulique à chaque extrémité longitudinale du corps (2) cylindrique de l'amortisseur.
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