FR3037280A1 - Systeme anti-devers comportant des paliers de barre anti-roulis a raideur variable automatiquement - Google Patents

Abstract

Système anti-dévers pour train roulant de véhicule automobile, comportant une barre anti-dévers présentant une barre centrale de torsion (4) recevant à chaque extrémité un palier de fixation (20) sur la caisse du véhicule, et des parties latérales reliées de chaque côté à une suspension du véhicule, ces paliers (20) comportant une chambre déformable (30) contenant un liquide transféré en dehors par un passage variable équipé d'un système oscillant masse (40) et ressorts (42) qui est accordé en fonction du mode propre de roulis de la caisse du véhicule.

Description

1 SYSTEME ANTI-DEVERS COMPORTANT DES PALIERS DE BARRE ANTI-ROULIS A RAIDEUR VARIABLE AUTOMATIQUEMENT La présente invention concerne un système anti-dévers pour un train roulant d'un véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'un tel système. Les véhicules automobiles comportent généralement sur chaque train avant et arrière, une barre anti-dévers comprenant une partie centrale transversale formant une barre de torsion dont les extrémités sont maintenues par deux paliers fixés à la caisse du véhicule, qui se prolonge de chaque côté par une partie latérale coudée dont l'extrémité est reliée à un élément de la suspension. De cette manière quand le débattement de la suspension entre les deux côtés du train du véhicule est différent, la barre de torsion est soumise à une déformation élastique générant un couple de torsion qui tend à rappeler ces deux côtés dans une position similaire. On réalise ainsi une fonction anti-dévers qui limite les inclinaisons de la caisse du véhicule, notamment dans les virages. Pour assurer le confort et la tenue de route, il faut réaliser sur chaque véhicule un compromis entre la flexibilité et l'amortissement de la suspension, et la flexibilité de la fonction anti-dévers. La flexibilité de la fonction anti-dévers est générée par la flexibilité de la barre anti-dévers elle-même, à laquelle s'additionne la flexibilité des paliers la reliant à la caisse du véhicule.

Pour assurer un confort plus important on prévoit une flexibilité de la fonction anti-dévers plus élevée avec un amortissement modéré de la suspension, ce qui filtre bien les tressautements et les trépidations donnant des mouvements de suspension de petite amplitude. Par contre ce réglage amortit moins bien le mode de roulis de la caisse du véhicule, ce qui génère des mouvements de grande amplitude désagréables sur les routes sollicitant ce mode.

3037280 2 Pour améliorer le confort et la tenue de route un type de système de barre anti-dévers actif connu, présenté notamment par le document EP-Bi2018282, comporte deux paliers fixant la barre centrale de torsion sur la caisse du véhicule, contenant chacun un actionneur à aimants ou un 5 actionneur hydraulique. Ces actionneurs sont commandés suivant les conditions de roulage pour transmettre un couple variable entre la barre de torsion et la caisse du véhicule, afin de freiner de manière adaptée les mouvements de roulis. Cependant ces actionneurs contenus dans les paliers constituent des 10 ensembles relativement encombrants et lourds, qui comportent un prix élevé. De plus ces paliers sont complexes et nécessitent une liaison hydraulique ou électrique vers l'extérieur. Ils sont fragiles et peuvent causer des pannes. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure.

15 Elle propose à cet effet un système anti-dévers pour train roulant de véhicule automobile, comportant une barre anti-dévers présentant une barre centrale de torsion recevant à chaque extrémité un palier de fixation sur la caisse du véhicule, et des parties latérales reliées de chaque côté à une suspension du véhicule, remarquable en ce que les paliers comportent une 20 chambre déformable contenant un liquide transféré en dehors par un passage variable équipé d'un système oscillant masse et ressorts qui est accordé en fonction du mode propre de roulis de la caisse du véhicule. Un avantage de ce système anti-dévers est que de manière simple, en disposant la chambre déformable entre la barre de torsion et un support du 25 palier, avec un passage du liquide plus ou moins ouvert de manière automatique suivant les mouvements de la caisse du véhicule, on permet à cette chambre de se vider ou on limite sa vidange ce qui donne une élasticité plus ou moins importante aux paliers. On réalise ainsi un palier plus rigide par une fermeture au moins 30 partielle de la valve freinant la sortie du fluide pour les mouvements de 3037280 3 caisse correspondant au mode de roulis, ce qui limite la sortie du fluide et la déformation de la chambre. On obtient de manière économique un meilleur confort en dehors du mode de roulis de la caisse, et un freinage de ce roulis quand on s'en 5 approche. Ce système anti-dévers autonome, compact et économique, ne comportant pas d'actionneur ni d'alimentation en énergie, apporte une amélioration du confort et de la tenue de route adaptée automatiquement suivant les conditions de roulage. Le système anti-dévers selon l'invention peut comporter de plus une ou 10 plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Selon un mode de réalisation, la chambre déformable est intégrée dans un élastomère maintenant la barre de torsion. Selon un autre mode de réalisation, la chambre déformable est 15 disposée entre un élastomère maintenant la barre de torsion, et un support de cet élastomère. Dans ce cas, la chambre déformable et le réservoir peuvent présenter des formes sensiblement plates qui sont superposées. En particulier, le système anti-dévers peut contenir un réservoir intégré 20 dans un élastomère maintenant la barre de torsion, recevant le liquide transféré en dehors. Avantageusement, le système masse et ressorts comporte deux ressorts encadrant la masse. La masse peut comporter au moins un perçage venant en face d'un 25 conduit relié à la chambre déformable quand le système est au repos. De plus, la masse peut être formée par une bille, ou par une plaque comportant plusieurs perçages venant en face de plusieurs conduits reliés à la chambre déformable quand le système est au repos. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comprenant un 30 train roulant équipé d'un système anti-dévers comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes.

3037280 4 Avantageusement, le système masse et ressorts comporte une fréquence propre d'oscillation proche du mode propre de roulis du véhicule. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, 5 donnée à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue d'une barre anti-dévers suivant l'art antérieur ; - la figure 2 est un schéma en coupe axiale suivant le plan de coupe II-Il, d'un palier pour un système anti-dévers selon l'invention ; - la figure 3 est une vue en coupe transversale suivant le plan de coupe 10 III-Ill de ce palier ; - la figure 4 est un schéma de principe du système hydraulique de ce palier ; - la figure 5 présente successivement quatre modes de fonctionnement de ce palier ; 15 - la figure 6 est un schéma en coupe axiale d'un palier suivant une variante, présenté dans une position de faible raideur ; et - la figure 7 est un schéma de ce palier présenté dans une position de forte raideur. La figure 1 présente une barre anti-dévers 2 comprenant une partie 20 centrale transversale formant une barre de torsion 4, dont les extrémités sont maintenues par deux paliers 20. Chaque palier 20 comporte un élastomère percé 6 recevant de manière ajustée la barre de torsion 4, qui est maintenue sur un berceau avant ou arrière du véhicule par une chape 8 présentant un côté engagé dans une fente de ce berceau, et l'autre côté serré par une vis 25 10. Chaque extrémité de la barre de torsion 4 se prolonge par une partie latérale coudée 12, se terminant par un perçage recevant la rotule inférieure 14 d'une biellette 16 disposée sensiblement verticalement. L'extrémité supérieure de la biellette 16 comporte une rotule supérieure 18 fixée à un 30 élément de la suspension, pour suivre les débattements de cette suspension.

3037280 5 Quand les deux suspensions présentent des débattements différents, avec par exemple une montée de la roue droite appliquant sur la barre antidévers une force F, et par opposition une force opposée F' appliquée de l'autre côté de la barre, la barre de torsion 4 applique sur chaque palier 20 5 une force Fi, Fi' qui est dans la même direction que la force venant de la roue de ce côté. La flexibilité du palier 20 s'ajoute alors à celle de la barre anti-dévers 2, pour donner une flexibilité globale du système anti-dévers. Les figures 2, 3 et 4 présentent l'élastomère 6 du palier 20 comportant 10 dans sa matière au-dessus de la barre de torsion 4, une chambre déformable 30 présentant une section transversale formant une ellipse aplatie horizontalement, et une forme allongée s'étendant sur presque toute la largeur du palier. La chambre déformable 30 entourée par une membrane élastique pour 15 assurer son étanchéité, est reliée par un conduit 32 à un réservoir rigide 34 disposé au-dessus, qui est aussi intégré dans l'élastomère 6. La chambre 30 présente une déformation élastique sous l'effet des forces s'appliquant dessus venant de la barre de torsion 4, qui lui permet quand ces forces diminuent de retrouver sa forme initiale.

20 On a ainsi un ensemble compact entièrement intégré dans l'élastomère 6, qui présente un volume à peine supérieur à celui d'un palier classique. Au repos la chambre déformable 30 et le conduit 32 sont remplis d'un liquide non compressible comme une huile, et le réservoir rigide 34 est vide. L'entrée du réservoir 34 comporte une bille percée 40 supportée au- 25 dessus et en dessous par un ressort hélicoïdal 42, de manière à maintenir le perçage de cette bille en face de l'arrivée du conduit 32 quand le système est au repos. La masse de la bille 40 et les raideurs des ressorts 42 constituent un capteur ajusté pour obtenir un système masse et ressorts formant un 30 pendule oscillant verticalement, présentant un mode de résonance accordé sensiblement sur la fréquence du mode de roulis de la caisse du véhicule.

3037280 6 De cette manière autour de cette fréquence l'oscillation verticale de la bille 40 est forte, en dehors elle est faible ou nulle. La figure 5 présente successivement en partant du haut, un premier mode de fonctionnement 50 où le véhicule roule sur une route plane et 5 droite. Il n'y a alors pas d'effort sur le système anti-dévers, et de compression sur l'élastomère 6. La bille 40 reste centrée sur l'arrivée du conduit 32 avec un passage libre, la chambre déformable 30 n'est pas comprimée, et conserve son liquide à l'intérieur sans apporter d'effet sur le système.

10 Pour le deuxième mode de fonctionnement 52 le véhicule est dans un virage, la caisse étant inclinée de manière stable vers l'extérieur du virage, ce qui applique un effort constant F1 sur la barre de torsion 4. Le mouvement d'inclinaison de la caisse présentant une fréquence faible, éloignée de la fréquence propre de roulis, la bille 40 reste 15 sensiblement centrée sur l'arrivée du conduit 32 en laissant un passage important vers le réservoir 34. La chambre déformable 30 peut se comprimer facilement en chassant le liquide vers le réservoir 34, ce qui donne une plus grande souplesse à l'élastomère 6 et au système anti-dévers. Pour le troisième mode de fonctionnement 54 le véhicule roule sur une 20 route légèrement ondulée transversalement, avec une vitesse donnant une fréquence des ondulations proches de la fréquence de roulis de la caisse du véhicule. On a alors pendant ce roulis des efforts alternés F1 sur la barre de torsion 4, et des compressions de chaque chambre déformable 30 qui suivent ces efforts.

25 Cependant le roulis sensiblement à la fréquence propre du roulis de la caisse, entraîne une mise en résonance du pendule formé par la bille 40 et ses ressorts 42. Le perçage de cette bille 40 passe alors rapidement devant l'arrivée du conduit 32, ce qui limite fortement le passage du liquide. On obtient un faible débit vers le réservoir 34 et une compression 30 difficile des chambres déformables 30, les paliers 20 conservent une raideur 3037280 7 assez importante ce qui permet au système anti-dévers d'amortir plus fortement le mouvement de roulis de la caisse. Pour le quatrième mode de fonctionnement 56, le véhicule retrouve progressivement sa position nominale après le deuxième 52 ou le troisième 5 mode de fonctionnement 54, la chambre déformable 30 reprend sa forme initiale, en aspirant en même temps le liquide venant du réservoir 34. L'élastomère 6 du palier se détend et la bille 40 revient sur sa position stable alignée sur l'arrivée du conduit 32. La chambre déformable 30 reprend facilement son volume initial en aspirant le liquide dans le réservoir 34 par le 10 passage d'entrée qui est libre. On obtient un palier simple et compact, sans énergie ni liaison extérieures, dont la flexibilité est réglée de manière automatique par la bille 40 et les ressorts 42 formant un capteur sensible à la fréquence de roulis de la caisse du véhicule.

15 La figure 6 présente la chape 8 comportant deux rebords latéraux qui descendent pour se fixer sur une base plane 62 fermant une chambre formant le réservoir 34 contenant de l'air comprimé. La chambre déformable 30 présentant une forme plane recouvrant le dessus de l'élastomère 6, comporte sur le dessus des perçages alignés avec 20 des perçages correspondants de la base du réservoir 62, formant plusieurs conduits 32. Dans le réservoir 34 une plaque 60 posée sur sa base 62 est centrée au milieu par deux ressorts 42 disposés de chaque côté qui maintiennent ce centrage. La plaque 60 présente des perçages qui au repos sont alignés sur 25 les conduits 32 de la base du réservoir 62. De cette manière on a au repos un libre passage du fluide de la chambre déformable 30 vers le réservoir 34 venant de la force F1 appliquée par la barre de torsion 4, ce qui permet à cette chambre de se comprimer en donnant une élasticité plus importante au palier 20. L'air comprimé dans le 30 réservoir 34 permet un retour du fluide vers la chambre déformable 30 quand l'effort Fi diminue.

3037280 8 La plaque 60 et les ressorts 42 forment un ensemble masse et ressort présentant une fréquence propre de vibration correspondant sensiblement à celle du mode de roulis de la caisse du véhicule. Comme présentée figure 7, lorsque le véhicule roule sur une route 5 comportant des déformations excitant ce mode de roulis, on a alors une vibration importante de la plaque 60, et un passage de cette plaque sur les conduits 32 pendant un temps réduit qui ferme en grande partie ces conduits. Le fluide est difficilement transféré de la chambre déformable 30 vers le 10 réservoir 34, ce qui durcit le palier 20, et augmente l'efficacité de la fonction anti-dévers qui freine le mode de roulis de la caisse. D'une manière générale on réalise un palier simple, compacte et économique, ne comportant pas de liaison vers l'extérieur ni de motorisation onéreuse et complexe, qui permet une amélioration des prestations du 15 véhicule concernant le confort et la tenue de route. On peut ainsi éviter en particulier des systèmes pilotés présentant des coûts beaucoup plus élevés.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Système anti-dévers pour train roulant de véhicule automobile, comportant une barre anti-dévers (2) présentant une barre centrale de torsion (4) recevant à chaque extrémité un palier de fixation (20) sur la caisse du véhicule, et des parties latérales (12) reliées de chaque côté à une suspension du véhicule, caractérisé en ce que les paliers (20) comportent une chambre déformable (30) contenant un liquide transféré en dehors par un passage variable équipé d'un système oscillant masse (40, 60) et ressorts (42) qui est accordé en fonction du mode propre de roulis de la caisse du véhicule.
2. 2 - Système anti-dévers selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre déformable est intégrée dans un élastomère (6) maintenant la barre de torsion (4).
3. 3 - Système anti-dévers selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre déformable (30) est disposée entre un élastomère (6) maintenant la barre de torsion, et un support de cet élastomère (8).
4. 4 - Système anti-dévers selon la revendication 3, caractérisé en ce que la chambre déformable (30) et le réservoir (34) présentent des formes sensiblement plates qui sont superposées.
5. 5- Système anti-dévers selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient un réservoir (34) intégré dans un élastomère (6) maintenant la barre de torsion (4), recevant le liquide transféré en dehors.
6. 6 - Système anti-dévers selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système masse et ressorts comporte deux ressorts (42) encadrant la masse (40, 60).
7. 7 - Système anti-dévers selon la revendication 6, caractérisé en ce que la masse (40, 60) comporte au moins un perçage venant en face d'un 30 conduit (32) relié à la chambre déformable (30) quand le système est au repos. 3037280 10
8. 8 - Système anti-dévers selon la revendication 7, caractérisé en ce que la masse est formée par une bille (40), ou par une plaque (60) comportant plusieurs perçages venant en face de plusieurs conduits (32) reliés à la chambre deformable (30) quand le système est au repos. 5
9. 9 - Véhicule automobile comprenant un train roulant équipé d'un système anti-dévers, caractérisé en ce que ce système est réalisé selon l'une quelconque des revendications précédentes.
10. 10 - Véhicule automobile selon la revendication 9, caractérisé en ce que le système masse (40, 60) et ressorts (42) comporte une fréquence propre 10 d'oscillation proche du mode propre de roulis du véhicule.