FR2981608A1 - Systeme de suspension d'un vehicule automobile - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un système de suspension (1) équipant un véhicule automobile. Le système de suspension (1) comprend une sphère de suspension comportant une chambre fluidique (11). Le système de suspension (1) comprend aussi un dispositif d'amortissement (8) interposé entre la chambre fluidique (11) et une chambre inférieure. Le système de suspension (1) comprend un canal de contournement (15) du dispositif d'amortissement (8) qui s'étend entre la chambre fluidique (11) et la chambre inférieure (24).

Description

Système de suspension d'un véhicule automobile L'invention relève du domaine des ressorts, amortisseurs de vibrations, amortisseurs de chocs ou amortisseurs de mouvement de structure similaire, utilisant un fluide ou un moyen équivalent comme agent d'amortissement. Elle a pour objet un système de suspension comprenant une sphère de suspension pourvue d'un module d'amortissement. Elle a aussi pour objet un véhicule automobile équipé d'un tel système de suspension.

Dans le domaine automobile, il est connu d'équiper un véhicule automobile d'un système de suspension hydropneumatique pour amortir des oscillations générées par un obstacle sur lequel le véhicule automobile se déplace. Un tel système de suspension comprend un corps de piston à l'intérieur duquel circule en translation un piston. Ce dernier comprend une tête de piston pourvue d'une tige de piston qui est en relation avec un bras de suspension du véhicule automobile. Le bras de suspension est porteur d'au moins une roue du véhicule automobile. La tête de piston délimite une chambre de piston qui est en communication fluidique avec une sphère de suspension par l'intermédiaire d'un module d'amortissement.

La sphère de suspension est remplie d'un gaz et d'un fluide qui sont séparés l'un de l'autre par une membrane. Le module d'amortissement permet une circulation du fluide entre la sphère de suspension et la chambre de piston à travers au moins un canal ménagé à son travers. Chaque canal est équipé d'au moins un diaphragme pour freiner un passage du fluide à l'intérieur du canal. Plus précisément, le canal loge un premier empilage de diaphragmes pour freiner un premier passage du fluide depuis la chambre de piston vers la sphère de suspension et un deuxième empilage de diaphragmes pour freiner un deuxième passage du fluide depuis la sphère de suspension vers la chambre de piston.

Un tel double empilage génère une montée progressive d'efforts d'amortissements générés par le système de suspension qui sont satisfaisants dans des plages d'utilisation standard du véhicule automobile. Par contre, lors 2 98 1608 2 d'un franchissement par le véhicule automobile d'un ralentisseur, couramment dénommé dos d'âne, une grande vitesse de débattement vertical de la roue du véhicule génère des efforts d'amortissement qui sont trop importants, ce qui dégrade des prestations de confort du système de suspension hydropneumatique. 5 II en découle un phénomène de sur-amortissement à haute vitesse de débattement de la roue qu'il est préférable d'éviter. On pourra par exemple se reporter au document FR 2,883,611 (PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES) qui décrit un environnement technologique de la 10 présente invention. Le but de la présente invention est de proposer un système de suspension équipant un véhicule automobile qui est simple, robuste et apte à fournir des efforts d'amortissement adaptés, y compris lors d'un franchissement par le 15 véhicule automobile d'un ralentisseur, pour finalement offrir un confort optimisé à des passagers du véhicule automobile. Un système de suspension de la présente invention est un système de suspension équipant un véhicule automobile. Le système de suspension 20 comprend une sphère de suspension comportant une chambre fluidique. Le système de suspension comprend un dispositif d'amortissement interposé entre la chambre fluidique et une chambre inférieure. Selon la présente invention, le système de suspension comprend un canal de 25 contournement du dispositif d'amortissement qui s'étend entre la chambre fluidique et la chambre inférieure. De préférence, le canal de contournement est au moins partiellement ménagé entre le dispositif d'amortissement et un embout constitutif de la sphère de 30 suspension.

De préférence encore, le canal de contournement est au moins partiellement délimité par une rainure que comporte l'embout. De préférence encore, le canal de contournement est partiellement ménagé entre l'embout et un support coiffant le module d'amortissement. De préférence enfin, le canal de contournement est partiellement ménagé à travers un écrou de plaquage du support contre le module d'amortissement.

Le canal de contournement loge avantageusement au moins un diaphragme. Le diaphragme est avantageusement interposé entre le support et l'écrou. Le système de suspension comprend avantageusement une cale de réglage du 15 diaphragme. De préférence, le module d'amortissement repose axialement sur une surface d'appui que comporte l'embout. 20 Un véhicule automobile de la présente invention est principalement reconnaissable en ce que le véhicule automobile est équipé d'un tel système de suspension. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la 25 lecture de la description qui va en être faite d'exemples de réalisation, en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles : La figure 1 est une vue schématique partielle et de côté d'un système de suspension de la présente invention. La figure 2 est une vue schématique partielle d'une coupe longitudinale du 30 système de suspension illustré sur la figure précédente.

La figure 3 est une vue schématique partielle en perspective d'une coupe longitudinale d'un embout constitutif du système de suspension représenté sur les figures précédentes. Les figures 4 à 7 sont des vues schématiques de coupes partielles du système de 5 suspension illustré sur les figures 1 et 2 selon diverses modalités de fonctionnement. La figure 8 est une courbe illustrant des efforts d'amortissement produits par le système de suspension illustré sur la figure 1 en fonction d'une vitesse de débattement d'une roue d'un véhicule automobile pourvue dudit système de 10 suspension. Sur la figure 1, est représenté schématiquement et partiellement un système de suspension 1 équipant un véhicule automobile pour amortir des oscillations générées par un obstacle sur lequel le véhicule automobile est susceptible de se 15 déplacer. Le système de suspension 1 comprend un corps de piston 2 à l'intérieur duquel circule en translation une tête de piston 3. Cette dernière est pourvue d'une tige de piston 4 qui est en relation avec un bras de suspension 5 du véhicule automobile. Le bras de suspension 5 est équipé d'au moins une roue du véhicule automobile. La tête de piston 3 délimite une chambre de piston 6 qui est 20 en relation fluidique avec une sphère de suspension 7 par l'intermédiaire d'un module d'amortissement 8. La sphère de suspension 7 loge une membrane souple 9 qui est interposée entre une chambre gazeuse 10 et une chambre fluidique 11. La chambre gazeuse 10 est remplie d'un gaz, tel que de l'azote ou analogue. La chambre fluidique 11 est remplie d'un fluide, tel qu'un liquide, huile 25 notamment ou analogue. Le module d'amortissement 8 est apte à laisser passer à son travers le fluide suivant un sens d'attaque 12 selon lequel le fluide circule depuis la chambre de piston 6 vers la chambre fluidique 11, ou bien suivant un sens de détente 13 selon lequel le fluide circule depuis la chambre fluidique 11 vers la chambre de piston 6. Le module d'amortissement 8 est un dispositif 30 agencé pour générer des pertes de charge lors de la traversée du fluide à son travers, indifféremment selon le sens d'attaque 12 ou selon le sens de détente 13. Les pertes de charge sont destinées à amortir un débattement vertical de la roue.

Le module d'amortissement 8 est rapporté sur un embout 14 de la sphère de suspension 7. L'embout 14 est indifféremment issu de matière de la sphère de suspension 7 ou une pièce distincte de cette dernière sur laquelle la sphère suspension 7 est par exemple rapportée par vissage ou analogue. L'embout 14 constitue une interface entre la sphère de suspension 7 et le corps de piston 2. En se reportant également sur la figure 2, le système de suspension 1 comprend avantageusement au moins un canal de contournement 15 qui est ménagé entre le module d'amortissement 8 et l'embout 14. Le canal de contournement 15 permet, dans certaines conditions d'utilisation, à un surplus d'huile de circuler depuis la chambre de piston 6 vers la chambre fluidique 11 ou depuis la chambre fluidique 11 vers la chambre de piston 6 sans transiter à travers le module d'amortissement 8. En d'autres termes, le canal de contournement 15 constitue une dérivation pour permettre à un surplus d'huile de circuler depuis la chambre de piston 6 vers la chambre fluidique 11 ou depuis la chambre fluidique 11 vers la chambre de piston 6 sans transiter à travers le module d'amortissement 8. Le canal de contournement 15 forme un passage supplémentaire pour l'huile par rapport à un passage principal d'huile que loge le module d'amortissement 8.

Le canal de contournement 15 est équipé d'au moins un diaphragme 16 qui empêche ou autorise une circulation du fluide à l'intérieur du canal de contournement, tel que décrit ci-après. Le diaphragme 16 comporte une épaisseur qui est choisie selon une perte de charge de charge désirée vis-à-vis du fluide circulant à l'intérieur du canal de contournement 15. Le système de suspension 1 comprend également un support 17 qui coiffe le module d'amortissement 8. Le support 17 participe de l'étanchéité du système de suspension 1. Le support 17 délimite un volume V de stockage d'huile en provenance du module d'amortissement 8 ou à destination du module d'amortissement 8. Le support 17 est interposé entre le module d'amortissement 8 et la sphère de suspension 7. Le support 17 est équipé du diaphragme 16 qui est pris et précontraint entre le support 17 et un écrou 18. Ce dernier permet un plaquage du support 17 contre le module d'amortissement 8 et un plaquage du module d'amortissement 8 contre l'embout 14. Le système de suspension 1 comprend également une cale de réglage 19 qui est interposée entre l'écrou 18 et le support 17. La cale de réglage 19 permet de régler une précontrainte du diaphragme 16 et de déterminer un effort nécessaire à l'ouverture de ce dernier.

En se reportant sur la figure 3, l'embout 14 comporte au moins une rainure 20 qui délimite partiellement le canal de contournement 15. La rainure 20 constitue un dégagement qui permet à l'huile de circuler entre l'embout 14 et le module d'amortissement 8. Une telle rainure 20 est aisée à réaliser. Ainsi, le module d'amortissement 8 du système de suspension 1 de la présente invention est susceptible d'être un module d'amortissement 8 connu, la présente invention proposant de réaliser la rainure 20 à l'intérieur de l'embout 14 sans modifier le module d'amortissement 8. L'embout 14 comporte au moins une surface d'appui radiale 21 contre laquelle le module d'amortissement 8 repose. La surface d'appui radiale 21 est ménagée selon un plan d'appui radial P1 qui est orthogonal à un axe d'extension générale A du système de suspension 1. Sur les figures 4 à 7, le canal de contournement 15 s'étend entre un orifice de piston 22 et un orifice de sphère 23. L'orifice de piston 22 permet un passage de fluide depuis le canal de contournement 15 vers une chambre inférieure 24 qui est en continuité de la chambre de piston 6. L'orifice de sphère 23 permet un passage de fluide depuis le canal de contournement 15 vers la chambre fluidique 11. Le canal de contournement 15 comprend une zone supérieure 25 qui est délimitée par le module d'amortissement 8 et l'embout 14. La zone supérieure 25 comporte l'orifice de sphère 23. Le canal de contournement 15 comporte aussi une zone intermédiaire 26 qui est délimitée par le support 17 et l'embout 14. La zone intermédiaire 26 jouxte la zone supérieure 25. Le canal de contournement 15 comprend enfin une zone inférieure 27 qui est délimitée par l'écrou 18 et le support 17.

Ces dispositions sont telles que le canal de contournement 15 est globalement délimité par l'embout 14, et plus précisément par la rainure 20 que ce dernier comporte, ainsi que par des faces externes du module d'amortissement 8 et du support 17, et enfin par l'écrou 18. Les faces externes du module d'amortissement 8 et du support 17 sont les faces de ces éléments qui sont les plus éloignés de l'axe d'extension générale A du système de suspension 1.

Selon une variante préférée de réalisation, les canaux de contournement 15 sont en pluralité, par exemple au nombre de quatre, et sont symétriquement répartis autour de l'axe d'extension général A.

Le module d'amortissement 8 comporte des restrictions de section de passage du fluide, c'est-à-dire des passages de sections variables pour générer des pertes de charge lors du passage du fluide. Autrement dit, la détermination des restrictions de passage déterminent les pertes de charge que le fluide subit à l'intérieur du module d'amortissement 8. Des diaphragmes sont par exemple disposés sur le passage du fluide pour freiner un tel passage. Lorsque la roue du véhicule subit un débattement à faible vitesse selon le sens d'attaque 12, tel qu'illustré sur la figure 4 ou selon le sens de détente 13, tel qu'illustré sur la figure 5, le fluide s'écoule uniquement à travers le module d'amortissement 8. Dans ces deux cas, le fluide n'emprunte pas le canal de contournement 15, en raison d'une résistance suffisante imposée par le diaphragme 16. Il en découle une garantie de confort à faible vitesse de débattement des roues.

Lorsque la roue du véhicule subit un débattement à forte vitesse selon le sens d'attaque 12, tel qu'illustré sur la figure 6, ou selon le sens de détente 13, tel qu'illustré sur la figure 7, le fluide s'écoule à travers le module d'amortissement 8 et à l'intérieur du canal de contournement 15. Dans ces deux cas, le fluide emprunte le canal de contournement 15, en raison d'une pression suffisante du fluide pour vaincre la résistance du diaphragme 16. Il en découle un évitement du phénomène de sur-amortissement.

En se reportant sur la figure 8, il en résulte finalement que la présente invention propose un système de suspension 1 offrant une multiplicité de réglages possibles d'efforts d'amortissement E en fonction d'une vitesse V de débattement des roues, tout en conservant les avantages offerts par le module d'amortissement 8, à savoir robustesse, simplicité de réglage et progressivité de fonctionnement. Ainsi, sur la figure 8, qui représente un profil de fonctionnement 28 du système de suspension 1, c'est-à-dire l'effort E que subit le système de suspension 1 en fonction de la vitesse V de débattement de la roue du véhicule automobile, une vitesse-seuil Vs délimite une première plage de fonctionnement Pf1 et une deuxième plage de fonctionnement Pf2. En-dessous de la vitesse-seuil Vs de débattement, le système de suspension 1 est agencé de telle sorte que l'effort E croit de manière logarithmique avec la vitesse de débattement V. Dans cette première plage de fonctionnement Pf1, le fluide s'écoule uniquement à travers le module d'amortissement qui répond de manière étagée à la sollicitation.

Au-dessus de la vitesse-seuil Vs de débattement, le système de suspension 1 est agencé de telle sorte que l'effort E croît linéairement avec une pente X, qui est non-nulle et qui est inférieure à un angle Y formée par une tangente T prise à la vitesse-seuil Vs. Dans cette plage de fonctionnement Pf2, le fluide circule à travers le module d'amortissement 8 et à l'intérieur du canal de contournement 15. Il en découle finalement que quel que soit la nature de sollicitations affectant la roue; le fonctionnement du système de suspension 1 est apte à répondre efficacement à ces sollicitations, pour garantir un confort aux passagers du véhicule automobile. De surcroît, un tel système de suspension 1 est aisément montable et démontable sur le véhicule automobile par vissage, par sertissage ou analogue. Le système de suspension 1 est enfin exempt de toute entretoise ce qui simplifie son 30 montage.