FR2675431A1 - Vehicle suspension device with articulated strut - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE SUSPENSION DE VEHICULE A JAMBE
ARTICULEE
L'invention a pour objet un dispositif de suspension de véhicule dont la structure se rapproche de celle d'une suspension de type "Pseudo-MAC-
PHERSON", mais dont la cinématique assure une maîtrise supérieure des paramètres angulaires de fonctionnement.LEG VEHICLE SUSPENSION DEVICE
ARTICULATED
The subject of the invention is a vehicle suspension device whose structure is similar to that of a "Pseudo-MAC-" type suspension.
PHERSON ", but whose kinematics ensure superior control of the angular operating parameters.
Les suspensions adaptées sur les véhicules jusqu'à ce jour sont extrêmement diverses. Certaines privilégient le confort, d'autres la tenue de route. La plupart d'entre elles sont le résultat d'un compromis entre diverses "stratégies" possibles, et les contraintes économiques.The suspensions adapted on vehicles to date are extremely diverse. Some favor comfort, others road handling. Most of them are the result of a compromise between various possible "strategies" and economic constraints.
Les paramètres déterminants dans l'adoption d'une "stratégie de suspension" sont les suivants: - la cinématique de la roue et de ses organes de liaison avec le châssis, - la raideur verticale observée lors des débattements de roue, - l'amortissement appliqué aux débattements (ou "battements") de
roue, - la rigidité des différents organes et articulations du train, - les masses ou inerties de ces organes.The determining parameters in the adoption of a "suspension strategy" are as follows: - the kinematics of the wheel and its connecting members with the chassis, - the vertical stiffness observed during wheel travel, - damping applied to the deflections (or "beats") of
wheel, - the rigidity of the various organs and articulations of the train, - the masses or inertias of these organs.
Si la "stratégie de suspension" adoptée privilégie la tenue de route (sans toutefois négliger les autres qualités d'une suspension), l'attention du constructeur portera en premier lieu sur la géométrie du dispositif, étant donné que la tenue de route dépend en grande partie de l'adhérence du pneu sur le sol, et que cette dernière est elle-même liée à la position angulaire du plan médian de la roue par rapport au sol.If the "suspension strategy" adopted favors handling (without neglecting the other qualities of a suspension), the attention of the manufacturer will primarily focus on the geometry of the device, since the handling depends in large part of the grip of the tire on the ground, and that the latter is itself linked to the angular position of the median plane of the wheel with respect to the ground.
Si, au contraire l'objectif recherché est d'abord l'obtention d'un confort satisfaisant, l'attention du constructeur portera sur les raideurs verticales, le choix de l'amortissement et la réduction des masses mobiles (poids suspendus). If, on the contrary, the objective sought is first to obtain satisfactory comfort, the manufacturer's attention will focus on the vertical stiffness, the choice of damping and the reduction of the moving masses (suspended weights).
Les suspensions à essieu rigide garantissent une bonne stabilité du pneu sur le sol, notamment en virage, lorsque le véhicule s'incline sous l'effet de la force centrifuge.Rigid axle suspensions guarantee good tire stability on the ground, especially when cornering, when the vehicle tilts under the effect of centrifugal force.
Par contre, ces suspensions présentent de sérieux inconvénients, notamment au regard de la répartition des poids non suspendus ou des problèmes de liaison entre la suspension elle-même et le châssis. Les constructeurs ont donc été conduits, à renoncer aux suspensions à essieu rigide sur la plupart des véhicules de tourisme. On les rencontre encore toutefois sur certaines voitures de type "familial" et, bien entendu, sur un très grand nombre de véhicules utilitaires.On the other hand, these suspensions have serious drawbacks, in particular with regard to the distribution of unsprung weights or problems of connection between the suspension itself and the chassis. The manufacturers were therefore led to give up rigid axle suspensions on most passenger vehicles. However, they are still encountered on certain "family" type cars and, of course, on a very large number of commercial vehicles.
Les suspensions les plus utilisées sur les voitures de tourisme sont donc aujourd'hui les suspensions à roues indépendantes. Parmi celles-ci, il faut distinguer: a) Les suspensions dont les roues débattent en restant dans un plan
constant parallèle au plan médian longitudinal du véhicule, et
s'inclinent avec le véhicule dans les virages, b) Les suspensions à "bras ou triangles" superposés", dont
l'inconvénient majeur est leur encombrement important,
incompatible avec l'adoption d'un moteur transversal, c) Les suspensions de type "MAC-PHERSON" ou "Pseudo-mac-
pherson", répondant à l'architecture de base décrite dans la
publication US-2842230, et comportant d'une part un bras de
suspension latéral, et d'autre part une jambe de force orientée vers le
haut Les principaux atouts du système Mac PHERSON sont liés à
son implantation sur le châssis dont, les points d'accrochage
favorisent:
- la logeabilité du compartiment moteur
- la facilité et la fiabilité des réglages du train, du fait de leur
espacement,
- une bonne répartition des contraintes dans la structure du
véhicule, du fait de leur implantation.The most commonly used suspensions on passenger cars are therefore now independent wheel suspensions. Among these, a distinction must be made: a) Suspensions whose wheels move while remaining in a plane
constant parallel to the longitudinal median plane of the vehicle, and
tilt with the vehicle when cornering, b) Suspensions with "superimposed" arms or triangles, of which
the major drawback is their large size,
incompatible with the adoption of a transverse engine, c) "MAC-PHERSON" or "Pseudo-mac- type suspensions
pherson ", responding to the basic architecture described in the
publication US-2842230, and comprising on the one hand an arm of
lateral suspension, and on the other hand a strut oriented towards the
top The main advantages of the Mac PHERSON system are linked to
its location on the chassis including, the attachment points
favor:
- the roominess of the engine compartment
- the ease and reliability of the train settings, due to their
spacing,
- a good distribution of the stresses in the structure of the
vehicle, due to their location.
L'invention propose un nouveau type de suspension, reposant sur 'a synthèse de la suspension "Mac PHERSONW, dont elle reprend les principales caractéristiques d'implantation et les avantages précités et dont elle conserve les avantages, et de la suspension "à bras superposés", dont la cinématique permet de maîtriser les variations de carrossage de la roue du véhicule lors de ses déplacements verticaux.The invention proposes a new type of suspension, based on a synthesis of the "Mac PHERSONW suspension, from which it incorporates the main implantation characteristics and the aforementioned advantages and from which it retains the advantages, and from the suspension" with superimposed arms. ", whose kinematics make it possible to control the camber variations of the vehicle wheel during its vertical movements.
L'invention concerne un dispositif de suspension de train de roues de véhicule, comportant pour chaque roue un porte-moyeu surmonté d'une jambe de force, et relié latéralement au châssis par un bras de suspension, le porte-moyeu étant articulé vis à vis du châssis d'une part autour d'un axe horizontal supérieur porté par la jambe de force, et d'autre part autour d'un axe horizontal inférieur porté par le bras de suspension. Ce dispositif est caractérisé en ce que l'extrémité inférieure de la jambe de force porte une chape articulée sur le porte-moyeu autour de l'axe horizontal supérieur, et connectée au châssis par des biellettes.The invention relates to a suspension system for vehicle wheel sets, comprising for each wheel a hub carrier surmounted by a strut, and connected laterally to the chassis by a suspension arm, the hub carrier being articulated opposite chassis screw on the one hand around an upper horizontal axis carried by the strut, and on the other hand around a lower horizontal axis carried by the suspension arm. This device is characterized in that the lower end of the strut carries a clevis articulated on the hub carrier around the upper horizontal axis, and connected to the chassis by connecting rods.
Selon un mode de réalisation de l'invention l'axe horizontal supérieur et/ou l'axe horizontal inférieur sont constitués par des tiges cylindriques.According to one embodiment of the invention, the upper horizontal axis and / or the lower horizontal axis are constituted by cylindrical rods.
Selon un mode de réalisation de l'invention l'axe horizontal supérieur et /ou l'axe horizontal inférieur sont constitués par des rotules.According to one embodiment of the invention, the upper horizontal axis and / or the lower horizontal axis are formed by ball joints.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les biellettes sont articulées sur la chape autour d'un axe distinct de l'axe horizontal supérieur
Selon un mode de réalisation de l'invention, les biellettes et le bras de suspension sont articulées sur le châssis autour d'un axe commun.According to one embodiment of the invention, the links are articulated on the yoke around an axis distinct from the upper horizontal axis
According to one embodiment of the invention, the links and the suspension arm are articulated on the chassis around a common axis.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les axes d'articulation respectifs du bras de suspension et des biellettes sur le châssis sont décalés. According to one embodiment of the invention, the respective axes of articulation of the suspension arm and of the links on the chassis are offset.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les biellettes comportent des embouts de réglage en longueur.According to one embodiment of the invention, the rods have length adjusting end pieces.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les embouts de réglage des biellettes permettent d'agir à la fois sur la valeur du carrossage initial et sur le parallélisme du train
Selon un mode de réalisation de l'invention le porte-moyeu comporte deux rotules autorisant sa rotation autour d'un axe sensiblement vertical.According to one embodiment of the invention, the connecting rod adjustment tips make it possible to act both on the value of the initial camber and on the parallelism of the train
According to one embodiment of the invention, the hub carrier comprises two ball joints allowing its rotation about a substantially vertical axis.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les biellettes sont réunies en un second bras de suspension triangulé assurant le maintien longitudinal du véhicule lors des débattements de la roue.According to one embodiment of the invention, the links are joined in a second triangulated suspension arm ensuring the longitudinal maintenance of the vehicle during the deflections of the wheel.
Selon un mode de réalisation de l'invention les embouts de réglage de la roue sont destinés uniquement au réglage du carrossage initial.According to one embodiment of the invention, the end pieces for adjusting the wheel are intended only for adjusting the initial camber.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le porte-moyeu supporte un levier destiné à maintenir le parallélisme de la roue, et pouvant être connecté par une biellette supplémentaire à un mécanisme de direction.According to one embodiment of the invention, the hub holder supports a lever intended to maintain the parallelism of the wheel, and which can be connected by an additional link to a steering mechanism.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de suspension comporte une bielle supplémentaire articulée sur le châssis, assurant la tenue longitudinale de l'axe de roue, et transmettant à la structure du véhicule les efforts de poussée ou de retenue.According to one embodiment of the invention, the suspension device comprises an additional connecting rod articulated on the chassis, ensuring the longitudinal retention of the wheel axle, and transmitting to the structure of the vehicle the thrust or retaining forces.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de suspension comporte une biellette supplémentaire qui assure la tenue transversale de l'articulation inférieure du porte-moyeu.According to one embodiment of the invention, the suspension device comprises an additional link which ensures the transverse behavior of the lower articulation of the hub carrier.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les variations de parallélisme lors des débattements de roue sont déterminés par le positionnement vertical des articulations de chacune des biellettes. According to one embodiment of the invention, the variations in parallelism during wheel travel are determined by the vertical positioning of the articulations of each of the links.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celleci, en liaison avec les dessins annexés sur lesquels, - la figure 1 représente schématiquement une suspension à essieu
rigide, - la figure 2 représente schématiquement une suspension "à roue
tirée", - les figures 3 et 4 illustrent le comportement d'une suspension "à bras
superposés", - les figures 5 et 6 se rapportent à une suspension de type "Mac
PHERSON", - les figures 7, 8, 9, 10, il illustrent le dispositif de suspension faisant
l'objet de l'invention.The invention will be better understood on reading the following description of a particular embodiment thereof, in conjunction with the appended drawings in which, - Figure 1 schematically shows an axle suspension
rigid, - Figure 2 schematically shows a suspension "wheel
drawn ", - Figures 3 and 4 illustrate the behavior of a suspension" with arms
superimposed ", - Figures 5 and 6 relate to a" Mac type suspension
PHERSON ", - Figures 7, 8, 9, 10, it illustrates the suspension device making
the subject of the invention.
La figure 1 met en évidence que les suspensions à essieu rigide garantissent une position constante du pneu par rapport au sol lorsque le véhicule s'incline sous l'effet de la force centrifuge. Comme précisé plus
haut, les principaux inconvénients de ce type de suspension résident dans
une mauvaise répartition des poids, et dans les problèmes de liaison avec
la structure du véhicule.FIG. 1 shows that the rigid axle suspensions guarantee a constant position of the tire relative to the ground when the vehicle tilts under the effect of centrifugal force. As stated more
top, the main disadvantages of this type of suspension reside in
poor weight distribution, and in connection with
the structure of the vehicle.
La figure 2, montre que dans une suspension à roues tirées, celles-ci
débattent dans un plan constant, et s'inclinent avec le véhicule dans les
virages.Figure 2 shows that in a suspension with pulled wheels, these
wrestle in a constant plane, and tilt with the vehicle in
turns.
Sur la figure 3, on voit que la cinématique d'une suspension à bras tirés
permet de faire varier angulairement la position du plan médian de la roue
par rapport à la structure du véhicule. On observe une variation de
carrossage (angle des roues par rapport au sol) lorsque le véhicule monte ou descend verticalement sur ses suspensions en trajectoire horizontale rectiligne.In Figure 3, we see that the kinematics of a suspension with drawn arms
allows angularly varying the position of the median plane of the wheel
with respect to the structure of the vehicle. We observe a variation of
Camber (angle of the wheels relative to the ground) when the vehicle goes up or down vertically on its suspensions in a rectilinear horizontal path.
La figure 4, se rapportant également à une suspension à bras superposés, montre que, lorsque le véhicule s'incline en virage, la roue extérieure, qui assure la plus grande partie de l'adhérence latérale du véhicule, peut conserver par rapport au sol un angle de carrossage tout à fait favorable à une exploitation optimum des capacités du pneumatique. Ce type de suspension est donc une solution de compromis, selon laquelle on recherche un comportement satisfaisant en ligne droite, moyennant une détermination appropriée des paramètres de géométrie et de raideur.FIG. 4, also relating to a suspension with superimposed arms, shows that, when the vehicle tilts when cornering, the outer wheel, which provides most of the lateral grip of the vehicle, can keep relative to the ground a camber angle that is entirely favorable for optimum use of the tire capacities. This type of suspension is therefore a compromise solution, according to which a satisfactory behavior is sought in a straight line, by means of an appropriate determination of the geometry and stiffness parameters.
L'inconvénient principal de ce type de suspension, à savoir son encombrement important, a déjà été évoqué plus haut.The main drawback of this type of suspension, namely its large size, has already been mentioned above.
La figure 5 met en évidence les différences de structure existant entre une suspension à "bras superposés" (partie gauche) et une suspension "MAC
PHERSON" (partie droite).Figure 5 highlights the structural differences between a suspension with "stacked arms" (left part) and a suspension "MAC
PHERSON "(right side).
La figure 6 matérialise l'implantation optimale des points d'accrochage, d'une suspension "Mac PHERSON".Figure 6 shows the optimal location of the attachment points, a "Mac PHERSON" suspension.
La suspension conforme à l'invention, représentée sur la figure 7, comporte un porte-moyeu 1 dans lequel sont implantés les roulements (non représentés) qui portent la roue 22 et son moyeu (également non représenté). Le porte-moyeu 1 est articulé, vis à vis de la jambe de force 23 autour d'un axe horizontal supérieur 2 implanté dans sa partie haute.The suspension according to the invention, shown in Figure 7, comprises a hub carrier 1 in which are located the bearings (not shown) which carry the wheel 22 and its hub (also not shown). The hub carrier 1 is articulated, opposite the strut 23 around an upper horizontal axis 2 located in its upper part.
Vis à vis du bras de suspension 14, il est articulé autour d'un axe horizontal inférieur 3 implanté dans sa partie basse. Ces axes 2, 3 peuvent être matérialisés par des tiges cylindriques ou des rotules non représentés sur la figure 7.With respect to the suspension arm 14, it is articulated around a lower horizontal axis 3 located in its lower part. These axes 2, 3 can be embodied by cylindrical rods or ball joints not shown in FIG. 7.
L'axe supérieur 2, est implanté dans une chape 10 constituant l'extrémité inférieure de la jambe de force 23. Comme sur un demi-train MARC
PHERSON, celle-ci est constituée pour l'essentiel d'un amortisseur 7 et d'un ressort de suspension 8, dont l'ensemble est solidaire en partie haute d'une chapelle de suspension du véhicule 9, par l'intermédiaire d'une articulation rotulante 17.The upper axis 2 is located in a yoke 10 constituting the lower end of the strut 23. As on a MARC half-train
PHERSON, this consists essentially of a shock absorber 7 and a suspension spring 8, the assembly of which is secured in the upper part of a vehicle suspension chapel 9, by means of a ball joint 17.
La chape est connectée au châssis du véhicule par des biellettes 11. La situation relative des deux articulations d'extrémité des biellettes 12, 13 dont la première 12 est située sur la chape 10 et la seconde 13 sur le châssis 21, détermine lors des débattements de roue une variation de la distance horizontale de l'axe supérieur 2 à l'axe longitudinal de symétrie de véhicule (non représenté).The yoke is connected to the chassis of the vehicle by connecting rods 11. The relative situation of the two end articulations of the connecting rods 12, 13 of which the first 12 is located on the yoke 10 and the second 13 on the chassis 21, determines during travel wheel a variation of the horizontal distance from the upper axis 2 to the longitudinal axis of symmetry of the vehicle (not shown).
L'axe inférieur 3 du porte-moyeu 23 est matérialisé par une articulation 3 rendant celuici solidaire du bras de suspension 14, lui-même articulé sur le châssis 21 dans les chapes 24.The lower axis 3 of the hub carrier 23 is materialized by an articulation 3 making it integral with the suspension arm 14, itself articulated on the chassis 21 in the yokes 24.
La figure 7 représente un mode de réalisation de l'invention selon lequel les articulations 13 des biellettes sont implantées sur un axe commun avec les articulations 15 du bras de suspension 14, mais comme nous le verrons plus loin, cette disposition n'est pas obligatoire.FIG. 7 represents an embodiment of the invention according to which the articulations 13 of the rods are implanted on a common axis with the articulations 15 of the suspension arm 14, but as we will see later, this provision is not compulsory .
Sur la figure 7, apparaissent égaIement les embouts de réglage en longueur 16 des biellettes 11. Ce réglage en longueur permet d'agir à la fois sur la valeur du carrossage initial et sur le parallélisme du train.In FIG. 7, the length adjustment end pieces 16 of the connecting rods 11 also appear. This length adjustment makes it possible to act both on the value of the initial camber and on the parallelism of the train.
La figure 8 représente un second exemple de suspension conforme à l'invention, selon lequel le porte-moyeu est doté de deux rotules 2', 3', qui lui permettent de tourner autour d'un axe voisin de la verticale. Dans cet exemple de réalisation, relatif à un demi-train de roues directrices, le porte-moyeu 1 porte un levier 4 destiné à maintenir le parallélisme des roues 22, et pouvant être connecté par une biellette 5 à un mécanisme de direction 6. Les biellettes 5 seront alors avantageusement réunies par un croisillon 20 en un bras de suspension triangulé 11, 20 qui assurera le maintien longitudinal de la chape 10, les embouts de réglage 16 n'étant alors destinés qu'au réglage du carrossage initiai. FIG. 8 represents a second example of suspension in accordance with the invention, according to which the hub carrier is provided with two ball joints 2 ′, 3 ′, which allow it to rotate around an axis close to the vertical. In this exemplary embodiment, relating to a half-train of steered wheels, the hub carrier 1 carries a lever 4 intended to maintain the parallelism of the wheels 22, and being able to be connected by a link 5 to a steering mechanism 6. The rods 5 will then advantageously be joined by a cross 20 in a triangulated suspension arm 11, 20 which will ensure the longitudinal maintenance of the yoke 10, the adjustment end pieces 16 then being intended only for adjusting the camber initiai.
La figure 9 représente un troisième exemple de réalisation de l'invention, se rapprochant de celui de la figure 7. ll s'en distingue toutefois en ce que les axes d'articulations des biellettes 13 et du bras de suspension 15, sur le châssis 21, sont décalés.FIG. 9 represents a third exemplary embodiment of the invention, approaching that of FIG. 7. It is distinguished from it, however, in that the axes of articulations of the links 13 and of the suspension arm 15, on the chassis 21, are offset.
Le dispositif de suspension conforme à l'invention, représenté sur la figure 10 s'applique à un essieu arrière du véhicule. On y retrouve pour l'essentiel les éléments de la figure 7. Par contre, ce dispositif présente une bielle supplémentaire 18 articulée sur le châssis 21, qui assure la tenue longitudinale de l'axe de roue 22 et transmet au châssis 21 du véhicule les efforts de poussée ou de retenue. Une simple biellette 19 est alors chargée de la tenue transversale de l'articulation inférieure 3 du porte-moyeu 1.The suspension device according to the invention, shown in Figure 10 applies to a rear axle of the vehicle. The elements of FIG. 7 are essentially found there. On the other hand, this device has an additional connecting rod 18 articulated on the chassis 21, which ensures the longitudinal hold of the wheel axle 22 and transmits the pushing or restraining efforts. A simple link 19 is then responsible for the transverse behavior of the lower articulation 3 of the hub carrier 1.
Comme on l'aura compris, l'intérêt principal de l'invention est de permettre l'implantation de demi-trains de suspension présentant les mêmes avantages que les demi-trains "MAC-PHERSON", et offrant de surcroît la possibilité de maîtriser les lois de variations de carrossage lors des débattements de roue verticaux, avec autant de facilité que dans le cas des demi-trains à "triangles superposés". Grâce à l'invention, il n'est plus nécessaire de prévoir de "triangle supérieur dont l'implantation sur le châssis est toujours très contraignante. La figure 11 met notamment en évidence que les lois de variation de l'angle de carrossage pourront aisément être obtenues grâce au positionnement judicieux des différentes articulations (2, 3, 12, 13, 15, 17) du dispositif de suspension. As will be understood, the main advantage of the invention is to allow the installation of suspension half-trains having the same advantages as the "MAC-PHERSON" half-trains, and moreover offering the possibility of controlling the laws of camber variations during vertical wheel travel, with as much ease as in the case of half-trains with "superimposed triangles". Thanks to the invention, it is no longer necessary to provide an "upper triangle, the location of which on the chassis is still very restrictive. FIG. 11 highlights in particular that the laws of variation of the camber angle can easily be obtained thanks to the judicious positioning of the various articulations (2, 3, 12, 13, 15, 17) of the suspension device.
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9104615A FR2675431B1 (en) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | VEHICLE SUSPENSION DEVICE WITH ARTICULATED LEG. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9104615A FR2675431B1 (en) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | VEHICLE SUSPENSION DEVICE WITH ARTICULATED LEG. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2675431A1 true FR2675431A1 (en) | 1992-10-23 |
| FR2675431B1 FR2675431B1 (en) | 1993-07-16 |
Family
ID=9411868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9104615A Expired - Fee Related FR2675431B1 (en) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | VEHICLE SUSPENSION DEVICE WITH ARTICULATED LEG. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2675431B1 (en) |
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