FR2559430A1 - Adjustable pneumatic suspension for car - Google Patents
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Abstract
Description
SUSPENSION PNEUMATIQUE
La présente invention se rapporte a une suspension pneumatique utilisée pour une automobile ou analogue.PNEUMATIC SUSPENSION
The present invention relates to an air suspension used for an automobile or the like.
Dans la demande de brevet japonais publiée 58-32633, le déposant a déja décrit une suspension pneumatique comportant un ressort pneumatique muni d'une chambre pneumatique principale a volume variable, d'un réservoir auxiliaire présentant un volume constant de chambre auxiliaire et d'un passage de conduite reliant la chambre pneumatique principale et la chambre pneumatique auxiliaire.Dans une telle suspension pneumatique, du fait que l'élasticité du ressort augmente parallélement au cas oO le volume de la chambre pneumatique dans le ressort est augmenté du volume correspondant au volume de la chambre auxiliaire ménagée dans le réservoir auxiliaire, la rigidité du ressort pneumatique doit être rendue suffisamment faible pour donner de meilleures qualites de roulage au véhicule sans avoir a agrandir le logement de roue dans lequel est disposé le ressort pneumatique. Cependant, lorsque la section transversale d'ecoulement dans le passage de conduite présente une valeur fixe, la constante dynamique du ressort pneumatique est definie une fois pour toute, ce qui fait que cette constante dynamique ne peut pas être changee en fonction des exigences de roulement du véhicule.Ainsi, lorsque les petites vibrations transmises a un amortisseur par les roues du fait des pertes de charge qui apparaissent lorsque l'air s'écoule dans le passage de conduite entre la chambre pneumatique principale et la chambre pneumatique auxiliaire sont amorties, le facteur d'amortissement qui apparait dans ce cas est constant et il serait avantageux que le facteur d'amortissement puisse être changé en fonction de la fréquence des vibrations appliquees a l'amortisseur. In Japanese patent application published 58-32633, the applicant has already described an air suspension comprising an air spring provided with a main pneumatic chamber with variable volume, an auxiliary tank having a constant volume of auxiliary chamber and a pipe passage connecting the main pneumatic chamber and the auxiliary pneumatic chamber. In such an air suspension, because the elasticity of the spring increases in parallel with the case where the volume of the pneumatic chamber in the spring is increased by the volume corresponding to the volume of the auxiliary chamber provided in the auxiliary tank, the rigidity of the pneumatic spring must be made sufficiently low to give better rolling qualities to the vehicle without having to enlarge the wheel housing in which the pneumatic spring is arranged. However, when the flow cross-section in the pipe passage has a fixed value, the dynamic constant of the air spring is defined once and for all, so that this dynamic constant cannot be changed according to the rolling requirements. Thus, when the small vibrations transmitted to a shock absorber by the wheels due to pressure losses which appear when the air flows in the pipe passage between the main pneumatic chamber and the auxiliary pneumatic chamber are absorbed, damping factor which appears in this case is constant and it would be advantageous if the damping factor could be changed according to the frequency of the vibrations applied to the damper.
En outre, alors que la constante dynamique du ressort et le facteur d'amortissement requis pour le ressort pneumatique varient avec le type de véhicule, il est difficile de les faire varier selon le type de véhicule lorsque la suspension pneumatique comporte une chambre pneumatique auxiliaire. Furthermore, while the dynamic constant of the spring and the damping factor required for the air spring vary with the type of vehicle, it is difficult to vary them according to the type of vehicle when the air suspension includes an auxiliary pneumatic chamber.
L'un des buts de la présente invention est donc de proposer une suspension pneumatique qui soit a même de controler la constante dynamique de la suspension et le facteur d'amortissement du ressort pneumatique en fonction des exigences de roulage d'un vehicule et qui, en outre, puisse régler ces facteurs ou tout au moins permettre de les faire varier rapidement en fonction du type de véhicule. One of the aims of the present invention is therefore to propose an air suspension which is able to control the dynamic constant of the suspension and the damping factor of the air spring according to the running requirements of a vehicle and which, in addition, can adjust these factors or at least allow them to vary quickly depending on the type of vehicle.
A cet effet, la suspension pneumatique comprenant un ressort pneumatique avec une chambre pneumatique principale de volume variable, un réservoir auxiliaire constituant une chambre auxiliaire a volume constant et un passage de conduite reliant la chambre pneumatique principale a la chambre pneumatique auxiliaire, est caractérisée en ce qu'une valve rotative est interposée de façon interchangeable dans le passage de conduite pour ouvrir ou fermer ce passage. Par ouverture et fermeture, le passage de conduite comportant la valve rotative est modifié en ce qui concerne la section d'écoulement dans le passage de conduite au cours du roulage du véhicule de telle facon que la constante dynamique du ressort et le facteur d'amortissement du ressort pneumatique soient contrôlés a volonté selon les exigences de roulage du véhicule.Il en résulte que la tenue de route du véhicule et sa stabilite de manoeuvre sont améliorées tandis que les vibrations transmises à la carrosserie du véhicule par l'amortisseur sont amorties de façon plus efficace. To this end, the air suspension comprising an air spring with a main pneumatic chamber of variable volume, an auxiliary reservoir constituting an auxiliary chamber with constant volume and a pipe passage connecting the main pneumatic chamber to the auxiliary pneumatic chamber, is characterized in that that a rotary valve is interposed interchangeably in the pipe passage to open or close this passage. By opening and closing, the pipe passage comprising the rotary valve is modified with regard to the flow section in the pipe passage during the running of the vehicle in such a way that the dynamic constant of the spring and the damping factor of the air spring are controlled at will according to the vehicle rolling requirements. As a result, the handling of the vehicle and its operating stability are improved while the vibrations transmitted to the vehicle body by the shock absorber are dampened so more efficient.
Du fait que la valve rotative comporte un corps cylindrique presentant un diamètre déterminé et formé avec un trou de passage présentant différents diamètres, les valves rotatives présentent des caractéristiques d'interchangeabilité rapides. En sélectionnant la valve rotative qui présente un trou de passage de diamètre convenable, on change la section transversale d'écoulement dans le passage de conduite, de telle facon que la constante dynamique de suspension et le facteur d'amortissement du ressort pneumatique sont aisement réglés a volonté ou déterminés selon le type de véhicule. Because the rotary valve has a cylindrical body having a determined diameter and formed with a through hole having different diameters, the rotary valves have rapid interchangeability characteristics. By selecting the rotary valve which has a passage hole of suitable diameter, the flow cross-section in the pipe passage is changed, so that the dynamic suspension constant and the damping factor of the air spring are easily adjusted. at will or determined according to the type of vehicle.
De préférence, la valve rotative est munie d'un corps fixé au réservoir auxiliaire et formant une partie du passage de conduite. Preferably, the rotary valve is provided with a body fixed to the auxiliary tank and forming a part of the pipe passage.
Ainsi, la valve rotative peut etre montée sur le réservoir auxiliaire sans avoir a utiliser des conduites de raccord de façon a réduire le volume et les canalisations de montage. Thus, the rotary valve can be mounted on the auxiliary tank without having to use connecting pipes so as to reduce the volume and the mounting pipes.
D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description d'un mode de réalisation de l'invention, faite a titre non limitatif et en regard du dessin annexé où:
- la figure 1 est une vue schematique de l'ensemble de la suspen
sion pneumatique;
- la figure 2 est une vue de détail des parties principales de
l'invention; et
- la figure 3 est une vue montrant deux positions en rotation de
la valve rotative selon llinvention. Other objects, advantages and characteristics of the invention will appear on reading the description of an embodiment of the invention, given without limitation and with reference to the appended drawing where:
- Figure 1 is a schematic view of the entire suspension
pneumatic tire;
- Figure 2 is a detailed view of the main parts of
the invention; and
- Figure 3 is a view showing two rotational positions of
the rotary valve according to the invention.
La figure 1 est une représentation schématique montrant l'ensemble de la suspension pneumatique dans laquelle un corps principal 12 d'un amortisseur 10 est relié a ltextremite inférieure d'un bras de commande et d'une roue (non representée), via une articulation de direction 14. Figure 1 is a schematic representation showing the entire air suspension in which a main body 12 of a damper 10 is connected to the lower end of a control arm and a wheel (not shown), via a joint management 14.
Une tige d'actionnement 16 de l'amortisseur 10 est reliée à l'extrémité supérieure d'une carrosserie de véhicule 20, via un support supérieur 18, et un ressort pneumatique 22 est interposé entre le corps principal 12 de l'amortisseur 10 et la tige d'actionnement 16.An actuating rod 16 of the damper 10 is connected to the upper end of a vehicle body 20, via an upper support 18, and an air spring 22 is interposed between the main body 12 of the damper 10 and the actuating rod 16.
La tige d'actionnement 16 est munie d'un épaulement 24 et d'un palier 28; une entretoise 30 et un disque 32 sont interposés rigidement entre un écrou de blocage 26 vissé sur une extrémité de la tige d'actionnement 16 et l'épaulement 24. The actuating rod 16 is provided with a shoulder 24 and a bearing 28; a spacer 30 and a disc 32 are rigidly interposed between a locking nut 26 screwed onto one end of the actuating rod 16 and the shoulder 24.
L'une des extrémités d'un diaphragme roulant 36 est fixée rigidement a la périphérie du disque 32 par une pince 34, et l'autre extrémité du diaphragme roulant 36 est fixée rigidement a un piston 38 fixé au corps principal 12 de l'amortisseur 10. Le diaphragme roulant 36 se développe avec une section en forme de J et comporte un fil d'armature ou identique pour limiter sa dilatation en diamètre, ce fil étant noye dans le diaphragme roulant de manière a l'entourer circonferentielle- ment. Le diaphragme roulant 36 délimite une chambre pneumatique principale 40 en coopération avec le disque 32 et le piston 38. Un manchon de conduite 42 est fixe rigidement au disque 32 par soudure et est relié à la chambre pneumatique principale 40 par un trou 44 ménage dans le disque 32. L'une des extrémité d'une conduite souple 45 est montée sur le manchon de conduite 42 qui est relié à un réservoir auxiliaire 46. One end of a rolling diaphragm 36 is rigidly fixed to the periphery of the disc 32 by a clamp 34, and the other end of the rolling diaphragm 36 is rigidly fixed to a piston 38 fixed to the main body 12 of the damper 10. The rolling diaphragm 36 develops with a J-shaped section and includes a reinforcing wire or the like to limit its expansion in diameter, this wire being embedded in the rolling diaphragm so as to surround it circumferentially. The rolling diaphragm 36 delimits a main pneumatic chamber 40 in cooperation with the disc 32 and the piston 38. A pipe sleeve 42 is rigidly fixed to the disc 32 by welding and is connected to the main pneumatic chamber 40 by a hole 44 housed in the disc 32. One end of a flexible pipe 45 is mounted on the pipe sleeve 42 which is connected to an auxiliary tank 46.
La figure 2 montre les parties principales du mode de réalisation de l'invention. Le reservoir auxiliaire 46 comporte une chambre pneumatique auxiliaire 48 de volume constant et un corps 50 fixé rigidement sur cette chambre par soudure. Le corps 50 comporte un passage 52 relié a la chambre pneumatique auxiliaire 48 et l'autre extrémité de la conduite souple 45 est montée sur le corps 50.Une valve rotative 54 presente une périphérie extérieure de forme cylindrique et un trou de passage 56 s'étendant diamétralement a travers la valve rotative et présentant un diametre prédéterminé.- La valve rotative 54 est montée rotative autour d'un axe de centrage dans un trou cylindrique formé sur le passage 52 et, perpendiculairement a celui-ci, comporte, en outre, une tige 58 avec laquelle elle forme bloc et qui s'étend vers le haut le long de l'axe de centrage. Un écrou de fixation de la valve rotative 60 est vissé dans le corps 50 depuis le haut afin de presser la surface supérieure de la valve rotative 54 et d'empêcher le déplacement axial de celle-ci tout en guidant le mouvement de rotation de la tige 58 de la valve rotative 54.Un joint 62 est prévu dans un rainure annulaire autour de la périphérie extérieure de la partie inférieure de l'écrou de fixation 60 de la valve rotative afin d'empêcher les fuites d'air du passage 52 à travers la périphérie extérieure cette partie inférieure. Le joint 64 est dispose entre la périphérie extérieure de la tige 58 et la périphérie intérieure de l'écrou de fixation 60 de la valve rotative afin d'être pressé depuis le haut par un manchon 66 afin d'empêcher les fuites d'air a partir du passage 52 vers la périphérie extérieure de la tige 58. Figure 2 shows the main parts of the embodiment of the invention. The auxiliary reservoir 46 comprises an auxiliary pneumatic chamber 48 of constant volume and a body 50 rigidly fixed to this chamber by welding. The body 50 has a passage 52 connected to the auxiliary pneumatic chamber 48 and the other end of the flexible pipe 45 is mounted on the body 50. A rotary valve 54 has an outer periphery of cylindrical shape and a passage hole 56 s' extending diametrically through the rotary valve and having a predetermined diameter. a rod 58 with which it forms a block and which extends upwards along the centering axis. A fixing nut of the rotary valve 60 is screwed into the body 50 from above in order to press the upper surface of the rotary valve 54 and to prevent the axial displacement of the latter while guiding the rotational movement of the rod. 58 of the rotary valve 54. A seal 62 is provided in an annular groove around the outer periphery of the lower part of the fixing nut 60 of the rotary valve in order to prevent air leakage from the passage 52 through the outer periphery this lower part. The seal 64 is disposed between the outer periphery of the rod 58 and the inner periphery of the fixing nut 60 of the rotary valve in order to be pressed from above by a sleeve 66 in order to prevent air leakage a from the passage 52 towards the outer periphery of the rod 58.
Un organe d'actionnement 68 est fixé rigidement sur la surface supérieure du corps 50 par des vis 69 et le déplacement en rotation d'un arbre rotatif 70 de l'organe d'actionnement 68 est guidé par un palier de guidage 72. L'arbre rotatif 70 présente, a son extrémité, une fente 74 dans laquelle un organe de raccord 76 est inséré pour transmettre la rotation de l'arbre rotatif 70 à la tige 58 de la valve rotative 54. An actuating member 68 is rigidly fixed to the upper surface of the body 50 by screws 69 and the rotational movement of a rotary shaft 70 of the actuating member 68 is guided by a guide bearing 72. The rotary shaft 70 has, at its end, a slot 74 in which a connecting member 76 is inserted to transmit the rotation of the rotary shaft 70 to the rod 58 of the rotary valve 54.
L'organe d'actionnement 68 est alimenté en énergie electrique par un fil électrique 77 afin de contrôler la position en rotation de la valve rotative 54.The actuating member 68 is supplied with electrical energy by an electric wire 77 in order to control the rotational position of the rotary valve 54.
Un autre tuyau souple 78 est raccordé au corps 50 et relie le passage 52 du côté de la chambre pneumatique principale 40 de la valve rotative 54 et est relié à une valve de nivellement (non représentée) qui contrôle la fourniture d'air comprimé a la chambre pneumatique principale 40 ou la décharge de l'air comprimé de la chambre pneumatique principale 40 en fonction de la hauteur du véhicule afin de maintenir cette hauteur constante indépendamment de la charge. Another flexible hose 78 is connected to the body 50 and connects the passage 52 on the side of the main pneumatic chamber 40 of the rotary valve 54 and is connected to a leveling valve (not shown) which controls the supply of compressed air to the main pneumatic chamber 40 or the discharge of compressed air from the main pneumatic chamber 40 as a function of the height of the vehicle in order to keep this height constant regardless of the load.
On va maintenant décrire le fonctionnement de la suspension pneumatique selon le mode de réalisation représenté. Lorsque le trou de passage 56 dans la valve rotative 54 est aligné avec le passage 52 (dans la position représentée en traits pleins a la figure 3), la chambre pneumatique principale 40 et la chambre pneumatique auxiliaire 48 sont reliées l'une a l'autre a travers le trou de passage 56, de telle façon que l'air comprimé peut se déplacer alternativement entre la chambre pneumatique principale 40 et la chambre pneumatique auxiliaire 48 par le trou de passage 56.Lorsque le trou de passage 56 de la valve rotati ve 54 est dispose perpendiculairement au passage 52 (voir la position représentée en traits alternés à la figure 3), la liaison entre la chambre pneumatique principale 40 et la chambre pneumatique auxiliaire 48 est inter ompue de telle façon que le déplacement de l'air comprimé entre la chambre pneumatique principale 40 et la chambre pneumatique auxiliaire 48 est interdit. Ainsi, la constante dynamique de suspension et le facteur d'amortissement du ressort pneumatique 22 peuvent être contrôlés en ouvrant et en fermant le passage 52 par la valve rotati ve 54. We will now describe the operation of the air suspension according to the embodiment shown. When the passage hole 56 in the rotary valve 54 is aligned with the passage 52 (in the position shown in solid lines in FIG. 3), the main pneumatic chamber 40 and the auxiliary pneumatic chamber 48 are connected to each other. other through the passage hole 56, so that the compressed air can move alternately between the main pneumatic chamber 40 and the auxiliary pneumatic chamber 48 through the passage hole 56. When the passage hole 56 of the rotary valve ve 54 is arranged perpendicular to the passage 52 (see the position shown in alternating lines in FIG. 3), the connection between the main pneumatic chamber 40 and the auxiliary pneumatic chamber 48 is interrupted so that the displacement of the compressed air between the main pneumatic chamber 40 and the auxiliary pneumatic chamber 48 is prohibited. Thus, the dynamic suspension constant and the damping factor of the air spring 22 can be controlled by opening and closing the passage 52 by the rotary valve 54.
Pour permettre de changer la constante dynamique de suspension et le facteur d'amortissement du ressort pneumatique 22 lorsque la valve rotative 9 est ouverte, celle-ci est susceptible d'être remplacée par une autre valve rotative présentant un trou de passage 56 de diametre différent. Du fait que les elements autres que la valve rotative 54 n'ont pas besoin d'être changés, la constante de dynamique de suspension et le facteur d'amortissement du ressort pneumatique 22 peuvent être reglés très facilement et positionnés en fonction du type de véhicule. To allow the dynamic suspension constant and the damping factor of the pneumatic spring 22 to be changed when the rotary valve 9 is open, the latter may be replaced by another rotary valve having a through hole 56 of different diameter . Since the elements other than the rotary valve 54 do not need to be changed, the suspension dynamic constant and the damping factor of the air spring 22 can be very easily adjusted and positioned according to the type of vehicle. .
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation écrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles a l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. Of course, the present invention is not limited to the embodiments written and shown, but it is capable of numerous variants accessible to those skilled in the art without departing from the spirit of the invention. 'invention.
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