FR2822430A1 - Vehicule terrestre disposant de 4 roues placees en losange, dont 3 roues directrices - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un véhicule automobile à géométrie spécifique caractérisé par une disposition des roues en losange, dont 3 roues directrices (Rav), (Rg) et (Rd) s'inscrivent lors du bracage dans l'épure de Jantaud. Les 3 roues directrices lors du bracage, après action sur le volant de direction, pivotent ensemble en s'inscrivant dans le rayon le bracage (RB).La direction peut être assistée par crémaillère, engrenage, ou peut être manipulée par des vérins hydraulique, électrique, ou pneumatique.L'appui aérodynamique est assuré par un fond plat et un effet sol par aile latérale (Es1), en générant des dépressions d'air sous celle-ci. Le dispositif selon l'invention est destiné à un usage sportif, et peut aussi être utilisé pour des véhicules à usage courant.
Description
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La présente invention concerne un véhicule terrestre avec un châssis de géométrie spécifique, à usage sportif ou grand tourisme, pouvant être homologué ou utilisé en courses automobiles.
Les automobiles ont traditionnellement une géométrie des trains roulants disposés en rectangle, avec une roue dans chaque coins, et 2 roues directrices, ce qui impose des contraintes dynamiques et aérodynamiques.
Certains de ces véhicules ont des châssis optimisées, permettant de bonnes performances, mais restent tout de même dans le même champs de contraintes citées ci-dessus.
Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces contraintes. Il comporte en effet selon une première caractéristique, d'un châssis avec les roues disposées en losange dont les trois avant sont directrices. Lorsque celles-ci braquent, le véhicule s'inscrit dans un rayon de bracage, et voit son pouvoir directionnel optimisé. La disposition des roues, ainsi que des encombrements moteur, cockpit, réservoir, permet d'optimiser son aérodynamisme, appuis et traînée.
Selon des modes particuliers de réalisation : -le véhicule peut être une monoplace, -Les trois roues avant directrices peuvent être entraînées en même temps par des biellettes, après l'action sur le volant, -Les trois roues directrices peuvent s'inscrire lors du bracage dans l'épure de Jantaud, ce qui a pour particularité d'éviter de faire ripper les roues en bracage, -Les effets-sols aérodynamiques de la carrosserie peuvent être disposés sur les cotés entre les roues et le cockpit, sous forme d'ailes inversées, - La stabilité aérodynamique du véhicule en, peut-être gérée par la forme de dérive du cockpit, - Les roues peuvent être indépendamment suspendues, -Le moteur d'énergies diverses peut être placé en central arrière, derrière le pilote.
Les dessins annexés illustrent l'invention : -La figure 1 représente en vue de dessus, la visualisation du centre de rotation du véhicule, et des rayons de bracage de chaque roue.
- La figure2 en vue de dessus représente des exemples d'angles de rotation de chaque roue nécessaire pour inscrire le véhicule dans un rayon de bracage, -La figure 3 en vue de dessus représente un système de direction, avec les 3 roues directrices assistée par crémaillère,
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- La figure 4 représente en vue de coté le système de direction cité ci-dessus, ainsi que la suspension avant, - La figure 5 représente en vue de dessus la variante du système de direction avec un entraînement en rotation des 3 roues directrices, par démultiplication avec un engrenage, - La figure 6 représente en vue de dessus la variante du système de direction, avec un entraînement directe entre le volant et les roues, sans démultiplication, - La figure 7 en vue de cotés, et la figure 8 en vue de dessus, représente la variante du système de direction, commandée électriquement, pneumatiquement ou hydrauliquement, - La figure 9 en vue de cotés représente la suspension arrière du véhicule, -La figure 10 en vue de face représente la suspension des roues latérales du véhicule, avec sa cinématique, - La figure 11 en vue de dessus représente les triangles de suspensions latérales, - La figure 12 en vue de cotés, représente le châssis et son encombrement, - La figure 13 en vue de dessus représente le châssis, -La figure 14 en vue de cotés et la figure 15 en vue de Face
représente l'aérodynamisme et ses influences sur le véhicule, ainsi lç ; e.
La figure 16 en vue de dessus-
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En référence à ces dessins, l'invention comporte 4 roues placées en losange dont trois d'entre elles sont directrices. Lors du bracage les roues directrices (après une action sur le volant de direction), pivotent et s'inscrivent dans un rayon de bracage figure 1. Le centre de rotation (CR) est un point virtuel de rotation du véhicule, et est mesuré par (RB) le rayon de bracage. Les trois roues directrices s'inscrivent aussi dans (CR), mais ont toutes des rayons de bracage différents, s'inscrivant ainsi dans l'épure de Jantaud.
Suite à une rotation de (Cd1) et (Cd2), selon la figure 2, la roue avant (Rav), la roue droite (Rd), et la roue gauche (Rg) pivotent toutes à des angles différents. En effet, (Cd1) pivotant par exemple de #=16 , entraînant la biellette avant (Bav) restituant la rotation à la roue avant (Rav) à par exemple ô=30 , cet angle varie selon le positionnement de l'axe de rotule avant de (Bav) par rapport à l'axe de rotation de (Rav), soit la distance (X), ainsi que le positionnement de l'axe de rotule arrière de (Bav) par rapport à l'axe de rotation de (Cd1), soit la distance (Y). Pour les roues latérales (Rd) et (Rg), le principe est le même que cité ci-dessus, (Cd2) pivotant par exemple de 0=16 entraîne les biellettes (Bg) et (Bd), et restitue la rotation à la roue (Rg) de par exemple =19 , et à la roue (Rd) de par exemple & =16 . Dans le cas inverse, pour une rotation de (Cd2) =-16 , on aura donc =-16 , ss=-19 , ô=-30 . Ces variations d'angles, dues à la géométrie des trains roulants, permettent aux roues de pouvoir s'inscrire dans différents rayons de bracages, tout en gardant le même centre de rotation (CR).
L'axe (AF) selon la figure en page 3/13, passe par : l'extrémité de la biellette (Bg) ou (Bd), par l'axe de pivot de fusée de la roue à braquer (Rg) ou (Rd), et par le milieu de l'axe de roue arrière (Rar). Ceci pour définir l'angle de fusée par rapport à l'axe de caisse du véhicule. Cet angle permet de donner une différence de rotation simultanée des roues directrices. l'entraînement de (Cd1) et de (Cd2) est commandé par le volant de direction, selon les figures 3 et 4, qui lui même entraîne une colonne de direction (CD) à cardan reliée à une crémaillère (Cr), qui elle même entraînera (Cd1) et (Cd2) en rotation. Le rôle de la crémaillère (Cr) est d'assister la direction, et de permettre de faire une rotation plus importante du volant, que celle par exemple des 1 60 maximum nécessaire.
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Il est préférable pour les belettes (Bg) et (Bd), afin de pouvoir entraîner les roues (Rg) et (Rd), d'avoir un angle (ss) avec l'axe de caisse compris entre 60"et 80", selon la figure 3, permettant ainsi de diminuer les risques de rippage entre les roues à braquées. selon une variante du système de direction illustré selon la figure 5, l'entraînement de (Cd1) est commandé par le volant de direction, qui lui même entraîne la colonne de direction (CD) à cardan avecune roue dentée en fin de colonne. Celle ci entrainera la roue dentée (RDe), elle même reliée à (Cdl). La biellette (Br) assurera la transmission de la rotation à (Cd2). Le rôle de la roue dentée (RDe) est de démultipliér la direction, et de permettre de faire une rotation plus importante que celle par exemple de 1 60 maximum nécessaires. selon une variante du système de direction illustré selon la figure 6, l'entraînement de (Cdl) est commandé par le volant de direction, qui lui même entraîne la colonne de direction (CD) relié directement à (Cdl). Ce dernier entraînera les biellettes (Bav), (Bd), et (Bg). L'entraînement est dans ce cas direct, mais peut être assisté et être combiné avec différents principes cité ci-dessus. cette variante permet d'entraîner en rotation les 3 roues directement sur un seul axe (Cd1). selon une variante du système de direction illustré selon la figure 7 et 8, l'entraînement des belettes (Bav), (Bd), et (Bg) est commandé par des vérins. Âpres action sur le volant, celui-ci informe un boîtier de commandes électriques (Bce) qui donnera les informations de l'angle de rotation aux vérins (VE1) et (VE2), eux même entraînerons les biellette (Bav), (Bd), et (Bg). L'entraînement est dans ce cas assisté électriquement, mais peut être aussi assisté hydrauliquement, par circuit fermé, où le volant serait directement relié à un vérin hydraulique, qui ferait varier la pression d'huile dans le circuit et actionnerait ainsi le ou les autres vérins (Vêt) et (Ve2), du même principe qu'un circuite de freinage automobile. Il peut aussi être envisagé de fonctionner avec un système pneumatiquement par circuit fermé pressiorisé, ou combiné avec un compresseur. Ces différents systèmes peuvent être combiné avec diffèrent principes cité ci-dessus. Cette variante permet d'entraîner en rotation les 3 roues en optimisant l'encombrement dimensionnel intérieur, en suppriment la colonne de direction, et tout axe traversant de haut en bas le cockpit.
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La suspension du véhicule est différente selon le type de train roulant. La suspension avant est de type Bras oscillant, elle peut faire l'objet d'une suspension existante réutilisée, provenant d'une automobile, moto, side-car, ou autres... Elle peut intégrer l'amortissement et la cinématique de bracage de la roue, selon la figure 4. Par exemple, le bras oscillant (Boa), est relié au châssis par un axe transversal et au pivot de la roue (Pi), (Fua) relie (Boa) au triangle de suspension avant (Tav), lui même relié au châssis par un axe transversale. L'information de rotation à la roue (Rav), est transmise par la biellette de direction (Bav). La roue avant (Rav) est suspendue par le bras oscillant (Boa), le triangle supérieur avant (Tav), et amortie par l'amortisseur (Am). La roue avant, lors du bracage peut s'articuler suivant le pivot (Pi). Cette suspension peut permetter de limiter les variations de la chasse, avec (Boa) et (Tav), tout en pouvant faire pivoter la roue avant en (Pi).
La roue arrière (Rar) est de type Bras oscillant selon la figure 9, suspendue par le bras oscillant (Bor) reliée au châssis par un axe transversale (Abo) et amortie par l'amortisseur (Am2). Cette suspension peut être spécifique, ou provenant d'une suspension existante de type auto, ou moto, ou autres.
Les roues latérales droite et gauche, peuvent avoir, une suspension de type double triangulation selon les figures 10 et 11, pouvant être crée spécifiquement ou récupérée d'un véhicule existant de type automobile, ou side cars.... Les roues latérales (Rg) et (Rd) sont suspendues un triangle supérieur (Tsu) et un triangle inférieur (Tin), fixé au châssis (C), et à la fusée (Fu) par des rotules. La suspension est de type"in-board", placée dans le véhicule et reliée à la roue par une barre de suspension (Ba). Pour permettre un effet progressif et démultiplier de l'amortissement, la barre (Ba) actionne la biellette de renvoi (Br) qui elle même actionnera par poussoir l'amortisseur (Am3). La suspension est ainsi de type roue indépendante, et peut être optimisée avec une barre anti-roulis entre la roue droite (Rd), et la roue gauche (Rg). La roue avant (Rav) et la roue arrière (Ra), n'ont pas l'utilitées d'une barre anti-roulis, car elles sont disposées dans l'axe de caisse, et n'influence pas ainsi le roulis du véhicule. La cinématique de cette suspension peut être, avec un faible débattement idéal pour utilité sportive, avec une réduction des variations de carrossage lors du débattement, ainsi que la possibilité de réglages du carrossage, chasse, et parallélisme.
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Le châssis peut être de conception divers, monocoque acier, aluminium, châssis poutre, châssis tubulaire... etc. Pour la présente invention, le châssis (C) est de type tubulaire, réalisé en tube d'acier ou autres, découpés et soudés selon les figures ! 2 et 13. Le réservoir de carburant (Rr) est placé derrière le pilote (Pil), et devant le moteur (Mo), en zone de sécurité, afin qu'en cas de choc, le réservoir soit un maximum protégé. On peut l'imaginer aussi placé dans les ailes latérales, pouvant optimiser ainsi le rabaissement du centre de gravité. Un arceau peut être prévu pour la protection du conducteur, et peut être placé derrière sa tête, faisant partie intégrante du châssis.
La transmission est faite à la roue arrière (Rar) par, chaine, cardans, ou autres, mais peut aussi être transmis à nimporte quelles roues du véhicule. l'aérodynamisme du véhicule est très important et est optimisé suivant les critères selon les figures 14,15 et 16.
Le refroidissement et la ventilation moteur ce font par les entrées d'air latérales (Ra1), et l'évacuation de l'air chaud se fait par (Ra2). L'évacuation des gaz d'échappement ce fait en sortie (Ec).
Afin d'optimiser la tenue de route du véhicule en mouvement, l'appui aérodynamique est assuré par les ailes latérales, qui gênèrent des dépressions d'air sous celle ci avec un fond plat et un effet sol par aile. L'air entrant en (Est) garde une pression constante, et après l'axe des roues latérales, le fond plat des ailes se brise et remonte suivant un angle par exemple de 7 , générant ainsi une dépression d'air (Es2) apportant une déportance général (Dep) sur le véhicule.
La forme de la partie du véhicule en vue de dessus, se rapproche de la forme d'une grosse dérive (Der), apportant la particularité d'optimiser la tenue de cap, et limitant les mouvements de lacets.
Afin d'optimiser la pénétration dans l'air, le maître couple (Me) est réduit au minimum afin de diminuer la surface frontale en contact avec l'air.
A titre d'exemple non limitatif, le véhicule aura des dimensions de l'ordre de 4m pour la longueur, 2m pour la largeur et
0, 9m de haut.
0, 9m de haut.
Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à un usage sportif, mais peut aussi être destiné à un usage courant.
Claims (7)
1) véhicule terrestre à 4 roues, caractérisé par la disposition des roues en losange, et par le fait que ce véhicule comporte 3 roues directrices (Rav), (Rd), (Rg).
2) Véhicule selon la revendication 1 caractérisé par 3 roues directrices paralléle (Rav), (Rd), (Rg), braquant toutes individuellement et s'inscrivent lors du bracage dans l'épure de jantaud.
3) Dispositif de la direction pour ce véhicule selon la revendication 1, avec un entrainement directe et simultané des 3 roues (Rav), (Rd), (Rg), par des biéllettes de renvois (Bav), (Bd), (Bg).
4) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé par la démultiplication de la direction par crémaillère (Cr), tout en gardant l'entrainement des 3 roues (Rav), (Rd), (Rg) simultanément.
5) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé par la démultiplication de la direction par engrenage (CD), (Rde), (Br), tout en gardant l'entrainement des 3 roues (Rav), (Rd), (Rg) simultanément.
6) Dispositif de la direction pour ce véhicule selon la revendication 1, avec un entrainement indépendant des 3 roues
directrices (Rav), (Rd), (Rg), par l'intermédiaire de verins hydraulique, électrique, ou pneumatique, (VE1), (VE2).
7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, avec la mise en place de 2 ailes latérales (Ail), (AI2), entre le cockpit (ckp) et les roues droite et gauche (Rd), (Rg), ayant un profil aérodynamique d'ailes inversées et, comportant ainsi un effet sol de chaques cotés (Esl), (Es2).
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