FR2587773A1 - Telescopic hydraulic damper, fitted in particular for damping the oscillations of engines - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne les amortisseurs hydrauliques télescopiques et a pour but en particulier d'adapter ces appareils à l'amortissement des oscillations des moteurs par rapport au châssis sur lequel ils sont fixés de façon élastique par exemple par des silent-blocs. The invention relates to telescopic hydraulic shock absorbers and aims in particular to adapt these devices to damping the oscillations of the motors relative to the chassis on which they are fixed elastically for example by silent blocks.
Les amortisseurs hydrauliques télescopiques, qui sont destinés le plus souvent à être associés aux suspensions de véhicules, comportent un piston mobile dans un cylindre et percé de canaux, libres (canaux calibrés) ou contrôles par des clapets, par lesquels le fluide hydraulique doit passer d'une face à l'autre du piston pour permettre les mouvements relatifs du piston et du cylindre, qui sont respectivement reliés au châssis suspendu et au train de roulement du véhicule. L'amortissement des oscillations de la suspension résulte de la résistance opposée au passage du fluide hydraulique dans les canaux du piston. The telescopic hydraulic shock absorbers, which are most often intended to be associated with vehicle suspensions, comprise a piston movable in a cylinder and pierced with channels, free (calibrated channels) or controlled by valves, through which the hydraulic fluid must pass from 'one facing the other of the piston to allow the relative movements of the piston and the cylinder, which are respectively connected to the suspended chassis and the undercarriage of the vehicle. The damping of the oscillations of the suspension results from the resistance opposed to the passage of the hydraulic fluid in the piston channels.
Pour éviter une raideur excessive de la suspension dans le cas où les sollicitations auxquelles elle est soumise ont une petite amplitude et une fréquence relativement grande, comme par exemple lors du roulement d'une voiture sur une chaussée pavée, on a déjà proposé de prévoir sur le piston des orifices libres aménagés de manière que le passage de l'huile s'y fasse avec une perte de charge relativement petite. On a réalisé ceci par exemple en s'arrangeant pour que les clapets contrôlant les canaux du piston ne recouvrent pas complètement les orifices de ces canaux. Toutefois, cette disposition ne répond pas complètement au but recherché car le freinage de l'huile dans les petites oscillations reste important. To avoid excessive stiffness of the suspension in the event that the stresses to which it is subjected have a small amplitude and a relatively large frequency, such as for example when running a car on a paved roadway, it has already been proposed to provide on the piston of the free orifices arranged so that the passage of the oil takes place there with a relatively small pressure drop. This has been achieved, for example, by arranging so that the valves controlling the piston channels do not completely cover the orifices of these channels. However, this arrangement does not fully meet the desired objective because the braking of the oil in small oscillations remains important.
Dans certaines applications, considérées plus particulièrement par l'invention, tel que l'amortissement des oscillations d'un moteur, il faut réduire encore davantage les pertes de charge de fluide hydraulique dans les oscillations de petite amplitude et haute fréquence, qui doivent rester pratiquement libres pour éviter de transmettre des vibrations au châssis portant le moteur, tandis que les oscillations à grande amplitude et basse fréquence doivent être amorties. In certain applications, considered more particularly by the invention, such as the damping of the oscillations of a motor, it is necessary to reduce still further the pressure drop of hydraulic fluid in the oscillations of small amplitude and high frequency, which must remain practically free to avoid transmitting vibrations to the chassis carrying the motor, while large amplitude and low frequency oscillations must be dampened.
L'invention a pour objet un dispositif répondant à ce but. The invention relates to a device fulfilling this purpose.
Elle se caractdrise parl'association au piston, percé des canaux de transfert habituels, d'un organe étanche au fluide hydraulique et librement mobile entre deux butées sous l'effet de la pression de ce fluide, ledit organe jouant à côté du piston principal le rôle d'un piston libre permettant d'accumuler sur l'une ou l'autre de ses faces un certain volume de fluide hydraulique,qui est ainsi soustrait à l'obligation de traverser les canaux du piston dans les petites oscillations. It is characterized by the association with the piston, pierced with the usual transfer channels, of a member impervious to hydraulic fluid and freely movable between two stops under the effect of the pressure of this fluid, said member acting next to the main piston. role of a free piston allowing to accumulate on one or the other of its faces a certain volume of hydraulic fluid, which is thus exempt from the obligation to cross the channels of the piston in small oscillations.
Selon un mode de réalisation particulier, simple et avantageux, l'organe susdit est constitué par un segment étanche interposé entre le piston et le cylindre, libre de se déplacer, par rapport au piston qu'il entoure, entre deux butées ménages sur le piston, et soumis aux pressions régnant stir les faces respectives du piston. According to a particular, simple and advantageous embodiment, the aforementioned member consists of a sealed segment interposed between the piston and the cylinder, free to move, relative to the piston it surrounds, between two household stops on the piston , and subjected to the pressures prevailing on the respective faces of the piston.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités décrites ainsi que celles ressortant du dessin faisant partie de l'invention. The description which follows with reference to the appended drawings, given by way of example, will make it possible to understand clearly how the invention can be implemented, the features described as well as those which emerge from the drawing forming part of the invention.
. la figure 1 montre en coupe axiale un mode de réalisation d'un amortisseur hydraulique télescopique perfectionné selon l'invention;
. la figure 2 montre le piston à plus grande échelle;
. la figure 3 le montre en projection sur un plan perpendiculaire à son axe;
. la figure 4 montre à la meme échelle que la figure 2, un détail d'une variante;
. la figure 5 représente l'association d'un tel amortisseur et d'un moteur à pistons.. Figure 1 shows in axial section an embodiment of an improved telescopic hydraulic damper according to the invention;
. Figure 2 shows the piston on a larger scale;
. Figure 3 shows it in projection on a plane perpendicular to its axis;
. Figure 4 shows on the same scale as Figure 2, a detail of a variant;
. Figure 5 shows the association of such a shock absorber and a piston engine.
L'amortisseur représenté sur la figure 1 est du type monotube avec chambre de compensation des variations du volume de rentrée de tige à son extrémité supérieure, mais ceci n'est pas limitatif car l'invention pourrait être aussi appliquée aux amortisseurs du type bi-tube dans lesquels la chambre de compensation est constituée par l'intervalle situé entre les deux tubes. The shock absorber shown in FIG. 1 is of the monotube type with a compensation chamber for variations in the volume of re-entry of the rod at its upper end, but this is not limiting since the invention could also be applied to shock absorbers of the bi- tube in which the compensation chamber is formed by the gap between the two tubes.
L'amortisseur comporte un cylindre 1 muni d'un oeil 2 pour sa fixation sur l'une des parties dont on veut amortir les oscillations relatives. Dans ce cylindre, qui est rempli d'huile jusqu'à un certain niveau 3 de manière à laisser un matelas d'air 4 dans la chambre de compensation,peut se déplacer un piston 5, fixé sur une tige 6. Celle-ci se prolonge à l'extérieur de l'appareil à travers un joint d'étanchéité 7 et est munie à son extrémité d'un oeil 8 pour sa fixation sur la seconde des parties dont on veut amortir les oscillations. The damper comprises a cylinder 1 provided with an eye 2 for fixing it to one of the parts for which the relative oscillations are to be damped. In this cylinder, which is filled with oil up to a certain level 3 so as to leave an air mattress 4 in the compensation chamber, can move a piston 5, fixed on a rod 6. This extends outside the device through a seal 7 and is provided at its end with an eye 8 for fixing it on the second of the parts which one wishes to dampen the oscillations.
Le piston 5 est percé de canaux tels que 9 servant au transfert de l'huile d'une face à l'autre du piston, dans le mouvement de celui-ci. Les figures 1 et 2 montrent un canal unique, librement ouvert à ses extrémités et calibré de manière que compte tenu de sa longueur, il oppose au passage de l'huile une résistance correspondant à l'effort d'amortissement cherché pour les grandes amplitudes d'oscillation. Mais il est évident qu'il pourrait exister plusieurs canaux travaillant en parallèle. De plus, au lieu d'etre librement ouverts les canaux pourraient être contrôlés par des clapets chargés par des ressorts ou encore par un clinquant métallique fixé en son centre sur le piston 5. The piston 5 is pierced with channels such as 9 serving to transfer the oil from one face to the other of the piston, in the movement of the latter. Figures 1 and 2 show a single channel, freely open at its ends and calibrated so that given its length, it opposes the passage of the oil resistance corresponding to the damping force sought for large amplitudes d 'oscillation. But it is obvious that there could be several channels working in parallel. In addition, instead of being freely open, the channels could be controlled by valves loaded by springs or by a metallic foil fixed in its center on the piston 5.
Dans ce cas on doit prévoir deux groupes de canaux, affectés l'un au passage de l'huile dans un sens et l'autre au passage en sens inverse, les deux groupes de canaux étant contrôlés par des clinquants distincts selon une disposition bien connue.In this case, two groups of channels must be provided, one assigned to the passage of the oil in one direction and the other to the passage in the opposite direction, the two groups of channels being controlled by separate foils according to a well-known arrangement. .
La partie supérieure du cylindre 1 formant chambre de compensation 4 est séparée de la partie où se meut le piston 5 par une cloison 10. Celle-ci est percée de canaux 11 disposés en couronne et contrôlés par un clinquant métallique 12 fixé en son centre sur la cloison par un rivet 13, lesdits canaux 11 servant ainsi au passage de l'huile de la chambre 4 vers la chambre de travail du piston 5 quand le mouvement de celui-ci se fait dans le sens qui l'éloigne de la cloison 10 (détente de l'amortisseur). La cloison 10 est également percée d'un canal 14, sur un diamètre plus petit que les canaux 11 et contrôlé par un clinquant 15. Ce canal qui s'ouvre à travers un trou du clinquant 12 sert au passage de l'huile de la chambre de travail du piston vers la chambre 4 quand le mouvement du piston le rapproche de la cloison 10. The upper part of the cylinder 1 forming the compensation chamber 4 is separated from the part where the piston 5 moves by a partition 10. The latter is pierced with channels 11 arranged in a crown and controlled by a metallic foil 12 fixed in its center on the partition by a rivet 13, the said channels 11 thus serving for the passage of the oil from the chamber 4 to the working chamber of the piston 5 when the movement of the latter takes place in the direction away from the partition 10 (shock absorber relaxation). The partition 10 is also pierced with a channel 14, on a smaller diameter than the channels 11 and controlled by a foil 15. This channel which opens through a hole in the foil 12 serves for the passage of the oil from the working chamber of the piston towards chamber 4 when the movement of the piston brings it closer to the partition 10.
Comme on l'a dit, la chambre 4 avec sa cloison 10 sert à compenser les variations du volume de rentrée de la tige 6 qui se trouve à l'intérieur du cylindre 1. As has been said, the chamber 4 with its partition 10 serves to compensate for the variations in the reentry volume of the rod 6 which is inside the cylinder 1.
Dans la phase de détente de l'amortisseur, la chambre 4 doit fournir un volume d'huile vers la chambre de travail à travers les canaux 11, lesquels doivent avoir une section totale importante combinée avec une flexibilité assez grande du clinquant 12 > pouralimen- ter rapidement la chambre de travail et éviter des phénomènes de cavitation au-dessus du piston 5. In the expansion phase of the damper, the chamber 4 must supply a volume of oil to the working chamber through the channels 11, which must have a large total section combined with a fairly large flexibility of the foil 12> pouralimen- quickly ter the working chamber and avoid cavitation phenomena above the piston 5.
Par contre, quand dans la phase de compression, le piston se rapproche de la cloison et que par conséquent le volume de la tige augmente, le surplus d'huile doit passer vers la chambre 4 à travers le canal 14 en soulevant le clinquant 15, mais à ce débit doit s'opposer une résistance plus importante que celle opposée par le ou les canaux 9 du piston. Le calibrage du canal 14 et la-raideur du clinquant 15 sont adaptés en conséquence. On the other hand, when in the compression phase, the piston approaches the partition and that consequently the volume of the rod increases, the surplus oil must pass towards the chamber 4 through the channel 14 while lifting the foil 15, but this flow must oppose a greater resistance than that opposed by the channel or channels 9 of the piston. The calibration of the channel 14 and the stiffness of the foil 15 are adapted accordingly.
Ces dispositions sont d'ailleurs bien connues. These provisions are moreover well known.
Autour de la jupe du piston dont la longueur de génératrice est plus grande que dans les amortisseurs -- télescopiques habituels, un segment ou anneau 16 à section rectangulaire est interposé entre la jupe cylindrique du piston et-la paroi interne du cylindre. Around the skirt of the piston whose length of generator is greater than in the usual telescopic shock absorbers, a segment or ring 16 of rectangular section is interposed between the cylindrical skirt of the piston and the internal wall of the cylinder.
Ce segment peut coulisser par rapport au piston entre deux butées 17 et 18 que les figures 1 et 2 représentent sous la forme de collerettes laissant entre elles et la face interne du cylindre, un jeu important 19 de manière que la pression de l'huile puisse se transmettre sur le segment 16, d'un côté et de l'autre.This segment can slide relative to the piston between two stops 17 and 18 that FIGS. 1 and 2 represent in the form of flanges leaving between them and the internal face of the cylinder, a large clearance 19 so that the oil pressure can be transmitted on segment 16, on one side and the other.
Ce segment peut être constitué par un anneau continu, que l'on montera par exemple, à force sur le piston. Ce segment peut être en matière plastique. On peut aussi pour le montage, enlever l'une des collerettes montée de façon amovible. Le segment peut aussi être un segment fendu d'un type assurant une bonne étanchéité. This segment may consist of a continuous ring, which will be mounted, for example, by force on the piston. This segment can be made of plastic. One can also for mounting, remove one of the flanges removably mounted. The segment can also be a split segment of a type ensuring a good seal.
Ce segment joue deux fonctions. This segment has two functions.
Tout d'abord il empêche le passage de l'huile entre le piston et le cylindre en obligeant l'huile à passer à travers les canaux du piston. First of all it prevents the passage of oil between the piston and the cylinder by forcing the oil to pass through the piston channels.
D'autre part, grâce à sa possibilité de coulissement sur le piston entre les collerettes 17 et 18, il joue le rôle d'un piston libre qui obéit aux variations de la différence des pressions régnant sur les deux faces du piston principal 5, pour libérer d'un côté ou de l'autre, entre lui, le piston principal et le cylindre, un volume permettant d'accumuler de l'huile. De la sorte un petit mouvement du piston principal peut se faire sans que de l'huile soit obligée de passer à travers les canaux dii. piston. On the other hand, thanks to its possibility of sliding on the piston between the flanges 17 and 18, it plays the role of a free piston which obeys variations in the difference in pressures prevailing on the two faces of the main piston 5, to free on one side or the other, between it, the main piston and the cylinder, a volume allowing to accumulate oil. In this way a small movement of the main piston can be done without oil being forced to pass through the channels dii. piston.
Il convient comme on le comprend d'assurer un passage aussi libre que possible de l'huile dans l'un ou dans l'autre des volumes susdits ce qui peut être obtenu par exemple en donnant aux collerettes 17 et 18 une forme crénelée comme on le voit sur la figure 3. It should be understood, as is understood, to ensure that the oil passes as freely as possible in one or other of the above volumes, which can be obtained for example by giving the flanges 17 and 18 a crenellated shape as see it in figure 3.
En analysant de plus près le fonctionnement on peut distinguer la phase dans laquelle le piston est tiré vers le bas de la figure 1 (détente) et la phase dans laquelle le piston est déplacé vers le haut (compression). By analyzing more closely the operation we can distinguish the phase in which the piston is pulled down in Figure 1 (expansion) and the phase in which the piston is moved up (compression).
Dans la première phase, l'huile contenue dans la chambre C1 au-dessous du piston est mise sous pression sous l'effet de la différence entre la section Sa du piston principal 5 et la section Sb de la tige. In the first phase, the oil contained in the chamber C1 below the piston is pressurized under the effect of the difference between the section Sa of the main piston 5 and the section Sb of the rod.
La pression est communiquée au segment 16 et agit sur lui par sa section qui est la différence entre la section interne 5c du cylindre 1 et la section Sa du piston principal, de sorte que le segment 16 est poussé vers le haut et coulisse sur le piston principal jusqu'd buter sur la collerette 18. The pressure is communicated to the segment 16 and acts on it by its section which is the difference between the internal section 5c of the cylinder 1 and the section Sa of the main piston, so that the segment 16 is pushed upwards and slides on the piston main until it hits the collar 18.
Pendant ce mouvement, il ne se produit donc pas de résistance d'amortissement, hormis les frottements mécaniques tels que le frottement de la tige sur le joint étant que le segment 16 n'est pas en butée sur la collerette 18. A partir de ce moment seulement l'huile est obligée de traverser les canaux 9 du piston et l'amortissement s'exerce. During this movement, there is therefore no damping resistance, except for mechanical friction such as the friction of the rod on the seal being that the segment 16 is not in abutment on the flange 18. From this only moment the oil is forced to cross the channels 9 of the piston and the damping is exerted.
Si l'on désigne par w la course du piston principal 5 et par z la course du segment 16, et si l'on écrit que les volumes balayés Tespectivement par le segment 16 et par le piston 5 sont égaux, on a l'équation:
z (SC-Sa) = W(Sa5b) d'où:
If we designate by w the stroke of the main piston 5 and by z the stroke of the segment 16, and if we write that the volumes swept Tpectively by the segment 16 and by the piston 5 are equal, we have the equation :
z (SC-Sa) = W (Sa5b) hence:
C'est l'expression de la course du-piston 5 qui n'est pas amortie.It is the expression of the stroke of the piston 5 which is not amortized.
Dans la phase du fonctionnement où le piston 5 se déplace vers le haut de la figure 1 (compression), l'augmentation de la pression se fait dans la partie C2 de la chambre de travail sous l'effet, cette fois, de la pleine section 5a de ce piston et la pression pousse le segment 16 vers la collerette inférieure 17, restituant vers C1 le volume y devenant nécessaire, c'est-àdire w(Sa-Sb). In the operating phase where the piston 5 moves upwards in FIG. 1 (compression), the pressure increases in the part C2 of the working chamber under the effect, this time of the full section 5a of this piston and the pressure pushes the segment 16 towards the lower flange 17, restoring towards C1 the volume there becoming necessary, that is to say w (Sa-Sb).
Les mouvements non amortis sont symétriques dans les deux cas. The non-amortized movements are symmetrical in both cases.
Dans les deux cas, le volume w 5b va ou bien de C3 en C2 ou bien inversement de C2 en C3. In both cases, the volume w 5b goes either from C3 to C2 or vice versa from C2 to C3.
Dans les deux cas enfin, à partir du moment où le segment est venu en butée sur une collerette, l'amortisseur fonctionne normalement. In both cases finally, from the moment when the segment has come into abutment on a flange, the damper operates normally.
Il y a avantage à ce que la section Sb de la tige soit petite par rapport à celle du piston. Par exemple, on peut avoir un diamètre de tige de l'ordre du tiers du diamètre du piston, correspondant à une section neuf fois plus petite. It is advantageous that the section Sb of the rod is small compared to that of the piston. For example, one can have a rod diameter of the order of a third of the diameter of the piston, corresponding to a section nine times smaller.
A titre d'exemple, on peut indiquer que dans un prototype réalise par la demanderesse, on avait les valeurs numériques suivantes:
Diamètre intérieur du cylindre: 28 mm
Diamètre du piston 5 dans la
partie cylindrique entre les
collerettes 17 et 18: 24 mm Longueur/ du du segment: 5 mm
Intervalle entre les collerettes: 8 mm
Course du segment entre
collerettes: 3 mm
Diamètre de la tige: 10 mm
Avec ces données, la course non amortie du piston 5 de l'amortisseur c'est-à-dire l'amplitude des oscillations non amorties est de l'ordre de 1,3 mm (course w).As an example, we can indicate that in a prototype produced by the applicant, we had the following numerical values:
Inner diameter of the cylinder: 28 mm
Diameter of piston 5 in the
cylindrical part between
flanges 17 and 18: 24 mm Length / of segment: 5 mm
Interval between flanges: 8 mm
Stroke of the segment between
flanges: 3 mm
Rod diameter: 10 mm
With these data, the non-damped stroke of the piston 5 of the damper, that is to say the amplitude of the non-damped oscillations, is of the order of 1.3 mm (stroke w).
Il se peut qu'en l'absence de vibrations le segment 16, au lieu d'occuper une position médiane entre les collerettes 17 et 18, soit en appui sur l'une ou sur l'autre, mais lors de l'apparition des vibrations avec leur alternance, il sera entrainé en mouvement alternatif et jouera la fonction décrite. It may be that in the absence of vibrations the segment 16, instead of occupying a middle position between the flanges 17 and 18, is supported on one or the other, but when the appearance of the vibrations with their alternation, it will be trained in reciprocating motion and will play the function described.
Si l'on veut qu'au repos le segment tende à prendre la position médiane entre les collerettes, on pourra prévoir un léger ressort de chaque côté, par exemple, une rondelle flexible 21 (figure 4) ondulée et coupée, intercalée entre chacune des collerettes et le segment. If we want that at rest the segment tends to take the middle position between the flanges, we can provide a light spring on each side, for example, a flexible washer 21 (Figure 4) wavy and cut, interposed between each of flanges and segment.
Sur la figure 5, on a représenté à petite échelle et très schématiquement en élévation latérale, un moteur à piston 22 monté sur un châssis de véhicule 23, par l'intermédiaire de ressorts 24 placés de chaque côté. In Figure 5, there is shown on a small scale and very schematically in side elevation, a piston engine 22 mounted on a vehicle chassis 23, by means of springs 24 placed on each side.
Un amortisseur selon l'invention est placé en 25 entre moteur et chassis. Il est de préférence disposé de manière que sa ligne d'action a b soit oblique par rapport au plan de symétrie du moteur (plan paral lèle au plan du dessin), pour absorber aussi bien les composantes parallèles à ce plan que les composantes perpendiculaires. A damper according to the invention is placed at 25 between engine and chassis. It is preferably arranged so that its line of action a b is oblique with respect to the plane of symmetry of the engine (parallel plane parallel to the plane of the drawing), to absorb both the components parallel to this plane and the perpendicular components.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8514192A FR2587773A1 (en) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | Telescopic hydraulic damper, fitted in particular for damping the oscillations of engines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8514192A FR2587773A1 (en) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | Telescopic hydraulic damper, fitted in particular for damping the oscillations of engines |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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FR2587773A1 true FR2587773A1 (en) | 1987-03-27 |
Family
ID=9323230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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FR8514192A Pending FR2587773A1 (en) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | Telescopic hydraulic damper, fitted in particular for damping the oscillations of engines |
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