FR3049506A1 - Systeme de roue d'un vehicule - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de roue d'un véhicule, notamment automobile. Système de roue de véhicule automobile, comprenant une roue (R') à pneumatique (P') et une suspension hydraulique et un amortisseur (1) à cylindre (2) et piston (3), la masse totale du porte-fusée de roue et des éléments qui y sont rattachés en sorte d'être suspendus par rapport à la caisse (6), incluant la roue (R') à pneumatique (P') et un disque (D') de frein, est adaptée pour que la fréquence naturelle de rebond de roue soit supérieure à 11,5 Hz. L'invention trouve son application dans le domaine de l'industrie automobile.

Description

"SYSTEME DE ROUE D’UN VEHICULE" [001] L’invention concerne un système de roue pour un véhicule, notamment automobile.

[002] De manière connue en soi, un système de roue pour un véhicule, notamment automobile, utilisant une suspension hydraulique, comprend pour chacune des roues du véhicule un amortisseur à piston mobile dans son cylindre correspondant et interposé entre la caisse et le porte-fusée de roue du véhicule. Le rôle de cet amortisseur est de fortement limiter les oscillations résonnantes de la caisse du véhicule lorsque les roues rencontrent des aspérités ou des obstacles présents sur la route sur laquelle le véhicule circule. Certaines des oscillations résonnantes, qualifiées de rebond de roue, sont induites par la raideur du pneumatique, assimilable à un ressort, avec une fréquence de résonnance, compte tenu de la masse de la roue, de l’ordre de 10 Hz. Son effet sur le comportement du véhicule est majeur : dans le meilleur des cas, il en résulte un inconfort acoustique et vibratoire, et dans le pire des cas, on peut aller jusqu’à une perte de contact entre la roue et le sol et une altération de la motricité et de la manœuvrabilité du véhicule.

[003] La présence de l’amortisseur est de nature à augmenter l’intensité vibratoire aux fréquences différentes des fréquences de résonnance, notamment dans la gamme 5 à 9 Hz, ce qui est préjudiciable au confort général. On cherche donc à minimiser l’intensité d’amortissement hydraulique, tout en diminuant l’intensité des oscillations résonnantes liées à la raideur du pneumatique. On connaît du document FR839856 un amortisseur hydraulique avec des tambours de frein adaptés pour l’allègement des roues, mais sans que cela soit fait pour maîtriser le rebond de roue.

[004] La présente invention a pour but de résoudre le problème ci-dessus présent dans l’art antérieur.

[005] Pour atteindre ce but, l’invention concerne un système de roue de véhicule automobile, comprenant une roue à pneumatique et un amortisseur hydraulique à cylindre et piston mobile dans le cylindre pour y délimiter deux chambres respectivement de détente et de compression, l’amortisseur hydraulique étant interposé entre la caisse et un porte-fusée de roue, le système de roue comprenant de plus une butée d’attaque mécanique compressible positionnée entre le cylindre et la caisse du véhicule ou entre le porte-fusée de roue et la caisse du véhicule, et une butée d’attaque hydraulique montée dans la chambre de compression, la masse totale du porte-fusée de roue et des éléments qui y sont rattachés en sorte d’être suspendus par rapport à la caisse, incluant la roue à pneumatique et un disque de frein, étant adaptée pour que la fréquence naturelle de rebond de roue soit supérieure à 11,5 Hz.

[006] Selon une autre particularité, la roue est en aluminium forgé.

[007] Selon une autre particularité, le disque de frein comprend un bol en acier issu d’emboutissage.

[008] Selon une autre particularité, la butée d’attaque hydraulique comporte un cylindre et un piston mobiles l’un par rapport à l’autre, le piston et le cylindre de la butée hydraulique étant destinés à être déplacés l’un par rapport à l’autre par l’intermédiaire du piston de l’amortisseur lorsque ce dernier atteint une première course en attaque dans le cylindre de l’amortisseur, et la butée d’attaque mécanique étant destinée à être comprimée entre le cylindre de l’amortisseur et la caisse du véhicule lorsque le piston de l’amortisseur atteint une seconde course en attaque dans le cylindre de l’amortisseur, la seconde course en attaque étant supérieure à la première course en attaque.

[009] Selon une autre particularité, la masse totale du porte-fusée de roue et des éléments qui y sont rattachés en sorte d’être suspendus par rapport à la caisse, incluant la roue à pneumatique et un disque de frein, est adaptée pour que la fréquence naturelle de rebond de roue soit supérieure à 13 Hz.

[0010] Selon une autre particularité, le système de roue comprend en outre pour chaque roue du véhicule un ressort de suspension dont la raideur est choisie telle que la fréquence de résonance verticale de la caisse du véhicule est comprise entre 1 Hz et 1,1 Hz.

[0011] Selon une autre particularité, la première course en attaque du piston de l’amortisseur est comprise entre zéro et vingt millimètres à partir d’une assiette de référence du véhicule.

[0012] Selon une autre particularité, la seconde course en attaque du piston de l’amortisseur est d’environ cinquante millimètres, ou comprise entre quarante et cinquante millimètres à partir de l'assiette de référence du véhicule.

[0013] Selon une autre particularité, le système de roue comprend pour chaque roue du véhicule au moins une butée de détente montée dans la chambre de détente du cylindre de l’amortisseur correspondant.

[0014] L’invention concerne également un véhicule, notamment automobile, comprenant un système de roue tel que décrit précédemment.

[0015] L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d’exemple illustrant l’art antérieur et un mode de réalisation de l’invention et dans lesquels : - Les figures IA et IB représentent un schéma en coupe longitudinale d’un amortisseur de l’art antérieur ainsi qu’un graphe illustrant l’agencement des éléments composant l’amortisseur en fonction de la course du piston de l’amortisseur dans le cylindre de l’amortisseur ; - la figure 2 représente une modélisation du système constitué de la caisse évoluant sur une route ; - la figure 3 représente le comportement oscillatoire en fréquence du système de la figure 2 ; - Les figure 4A et 4B représentent un schéma en coupe longitudinale d’un amortisseur selon l’invention lorsque le véhicule est à une assiette de référence ainsi qu’un graphe de l’agencement des éléments de l’amortisseur correspondant à la position du piston repéré à la figure 4A ; - Les figures 5A et 5B représentent un schéma en coupe longitudinale d’un amortisseur selon l’invention lorsque la course du piston de l’amortisseur dépasse une première course en attaque dans le cylindre de l’amortisseur ainsi qu’un graphe de l’agencement des éléments de l’amortisseur correspondant à la position du piston repéré à la figure 5A ; - Les figures 6A et 6B représentent un schéma en coupe longitudinale d’un amortisseur lorsque la course du piston de l’amortisseur dépasse une seconde course en attaque dans le cylindre de l’amortisseur ainsi qu’un graphe de l’agencement des éléments de l’amortisseur correspondant à la position du piston repéré à la figure 6A.

[0016] En référence à la figure IA, un système de roue à suspension hydraulique d’un véhicule, notamment automobile, va maintenant être décrit.

[0017] La suspension du véhicule comprend, pour chaque roue du véhicule, un amortisseur hydraulique 1 comprenant un corps 2 en forme de cylindre et un piston 3 mobile dans le cylindre 2. Cet amortisseur 1 est interposé entre la caisse 6 du véhicule et le porte-fusée de roue correspondant. Le piston 3, solidaire d’une première extrémité d’une tige 14 dont l'autre extrémité est reliée à la caisse 6 du véhicule, délimite dans le cylindre 2 deux chambres 4, 5 respectivement de compression et de détente dans lesquelles du fluide hydraulique incompressible (huile) compris dans le cylindre 2 est destiné à circuler de part et d’autre du piston 3 au gré des mouvements de ce dernier dans le cylindre 2.

[0018] Le comportement de chaque amortisseur hydraulique 1 du système de suspension hydraulique du véhicule peut être décrit selon une loi d’amortissement dans laquelle l’effort exercé par l’amortisseur 1 dépend de la vitesse de débattement de la roue correspondante. Autrement dit, plus le piston 3 se déplace rapidement dans le cylindre 2 de l’amortisseur, plus l’effort exercé par l’amortisseur 1 sur la caisse 6 du véhicule est important.

[0019] Le système de suspension hydraulique comprend également, pour chaque roue du véhicule, un ressort de suspension 17 monté autour de l’amortisseur 1 et dont les extrémités sont en appui respectivement contre la caisse 6 du véhicule par l’intermédiaire d’une coupelle 18 et contre une coupelle 19 solidaire du cylindre 2 de l’amortisseur. Le ressort de suspension 17 est un élément de raideur dont le comportement peut être décrit par une loi selon laquelle l’effort exercé par le ressort 17 sur la caisse 6 du véhicule dépend de l’amplitude du débattement de la roue correspondante. Autrement dit, plus le ressort de suspension 17 est comprimé, plus l’effort exercé sur la caisse 6 du véhicule est important. Le ressort de suspension 17 permet essentiellement de porter la caisse 6 du véhicule tout en autorisant les débattements.

[0020] On précise que de manière à limiter et freiner la course du piston de l’amortisseur, ce dernier peut comprendre une butée d’attaque mécanique compressible. Le rôle de cette butée d’attaque est de protéger le châssis du véhicule lors de l’apparition de forts débattements de la roue correspondante, dus à des incidents ou à des obstacles importants, comme par exemple les ralentisseurs du type dos-d’âne. On connaît aussi des butées d’attaque hydraulique dont le piston est destiné à être déplacé par le piston de l’amortisseur lorsque ce dernier approche de sa fin de course.

[0021] Le système de suspension comprend ici pour chaque roue du véhicule deux butées d’attaque respectivement mécanique 7 et hydraulique 9, ainsi que deux butées de détente respectivement mécanique 16 et hydraulique 15.

[0022] Chaque butée mécanique 7, 16 est assimilable à une raideur, et exerce donc un effort sur la caisse 6 en fonction du débattement de la roue correspondante. De la même manière que le ressort de suspension 17, l’effort exercé sur la caisse 6 du véhicule par les butées mécaniques respectivement d’attaque 7 et de détente 16 est d’autant plus grand que le débattement en attaque et en détente de la roue correspondante est important.

[0023] Chaque butée hydraulique d’attaque 9 et de détente 15 est quant à elle assimilable à un amortisseur et exerce donc un effort sur la caisse 6 du véhicule en fonction de la vitesse du débattement de la roue correspondante. De la même manière que l’amortisseur hydraulique 1, l’effort exercé sur la caisse 6 du véhicule par les butées hydraulique respectivement d’attaque 9 et de détente 15 est d’autant plus grand que la vitesse du débattement de la roue correspondante est importante.

[0024] En référence à la figure IA, la butée d’attaque mécanique 7 est solidaire d’une extrémité du cylindre 2 de l’amortisseur et positionnée entre le cylindre 2 de l’amortisseur et la caisse 6 du véhicule. Elle présente en outre une section transversale annulaire de manière à être traversée par la tige 14 du piston 3 de l’amortisseur 1. Ainsi, quand le piston 3 dépasse une certaine course en attaque, la butée d’attaque mécanique 7 est comprimée entre l’extrémité du cylindre 2 de l’amortisseur 1 et la caisse 6 du véhicule de manière à fortement freiner la course du piston 3 dans le cylindre 2 de l’amortisseur.

[0025] De préférence, la butée d’attaque mécanique 7 est en matériau élastomère présentant une très forte constante de raideur, de sorte que l’effort exercé par la butée d’attaque mécanique 7 sur la caisse 6 du véhicule augmente très rapidement avec le débattement en attaque de la roue.

[0026] La butée d’attaque hydraulique 9 est montée dans la chambre de compression 4 du cylindre 2 de l’amortisseur 1. La butée d’attaque hydraulique 9 comprend un piston 11 solidaire de la paroi inférieure de fond 12 du cylindre 2 de l’amortisseur, et un cylindre 10 destiné à être déplacé le long du piston 11 de la butée d’attaque 9 par le piston 3 de l’amortisseur 1 quand celui-ci arrive au voisinage de la fin de course en attaque. Le cylindre 10 de la butée hydraulique 7 forme une chambre de compression 20 remplie du fluide hydraulique, qui est susceptible de s’échapper de cette chambre 20 par des fuites autour du piston 11 de butée d’attaque hydraulique 9 lorsque le piston 3 de l’amortisseur déplace le cylindre 10 de la butée d’attaque hydraulique 9 en direction de la paroi inférieure de fond 12 de l’amortisseur. Ainsi, le piston 3 de l’amortisseur 1 arrivant au voisinage de sa fin de course en attaque est très rapidement freiné.

[0027] En outre, la butée d’attaque hydraulique 9 comprend un ressort de rappel 21 entourant le piston 11 de la butée hydraulique 9 et dont les extrémités sont en appui contre respectivement la paroi inférieure de fond 12 du cylindre 2 de l’amortisseur et le bord annulaire d’extrémité bordant l’orifice du cylindre 10 de la butée hydraulique 9. De la sorte, le ressort de rappel 21 permet au cylindre 10 de la butée d’attaque hydraulique 9 de revenir à la position de repos lorsque le piston 3 de l’amortisseur 1 s’éloigne du cylindre 10 de la butée hydraulique 9.

[0028] La butée de détente hydraulique 15 est quant à elle un piston flottant entourant la tige 14 de l’amortisseur 1 de manière à conserver un espace annulaire 23 entre la tige 14 et le bord interne du piston flottant au travers duquel le fluide hydraulique est susceptible de circuler. La butée de détente hydraulique 15 est positionnée dans la chambre de détente 5 du cylindre 2 de l’amortisseur, entre la paroi d’extrémité supérieure 8 du cylindre 2 de l’amortisseur traversée par la tige 14 de l’amortisseur et une collerette 22 formant clapet solidaire de la tige 14 de l’amortisseur. La butée de détente mécanique 16 est quant à elle un ressort à forte raideur positionné dans la chambre de détente 5 et dont les extrémités sont en appui respectivement contre le piston flottant 15 et la paroi d’extrémité supérieure 8 du cylindre 2 de l’amortisseur 1.

[0029] Lorsque le piston 3 de l’amortisseur hydraulique 1 se déplace au voisinage de sa fin de course en détente, la collerette 22 formant clapet déplace le piston flottant 15 en direction de la paroi d’extrémité supérieure 8 du cylindre 2 de l’amortisseur 1. Le piston flottant 15 se déplaçant comprime alors simultanément la butée de détente mécanique 16. En outre, la collerette 22 formant clapet, en entrant en contact avec le piston flottant 15, obture l’espace 23 entre le bord interne du piston flottant 15 et la tige 14 augmentant ainsi la résistance de la butée de détente hydraulique au déplacement vers la paroi d’extrémité supérieure 8 du cylindre 2 de l’amortisseur 1. Ainsi, le piston 3 de l’amortisseur hydraulique 1 arrivant au voisinage de sa fin de course est très rapidement freiné par les deux butées de détente 15, 16.

[0030] Au corps 2 de l’amortisseur 1 est fixé le porte-fusée de roue et la roue R, composée d’une jante J et d’un pneumatique P. La roue R porte aussi un disque de frein D. L’ensemble composé de la roue R et du disque de frein D constitue l’essentiel des masses non suspendues, puisque ces masses sont au contact du sol et que la caisse du véhicule est quant à elle suspendue par la suspension.

[0031] En référence au graphe de la figure IB, l’agencement des butées d’attaque 7, 9 et de détente 15, 16 en fonction de la course du piston 3 de l’amortisseur 1 dans le cylindre 2 de l’amortisseur 1 va être décrit.

[0032] L’échelle verticale représente la course en millimètres du piston 3 de l’amortisseur dans le cylindre 2 de l’amortisseur 1 lors des débattements de la roue du véhicule. L’échelle horizontale est une échelle visuelle représentant l’effort exercé par chaque élément de la suspension hydraulique au niveau d’une roue en fonction de la course du piston 3 dans le cylindre 2 de l’amortisseur 1 correspondant. La course nulle (zéro millimètres) correspond à la position du piston 3 de l’amortisseur 1 dans le cylindre lorsque la suspension du véhicule ne subit d’autre effort que celui exercé par la masse du véhicule. Le véhicule se trouve alors à l’assiette de référence AR.

[0033] Les courses négatives du piston 3 de l’amortisseur dans le cylindre 2 correspondent à des débattements en attaque de la roue, c’est-à-dire que la suspension a tendance à se comprimer et la caisse 6 du véhicule à se rapprocher de la route par rapport à l’assiette de référence AR. A l’inverse, les courses positives du piston 3 de l’amortisseur 1 dans le cylindre 2 correspondent à des débattements en détente de la roue, c’est-à-dire que la suspension a tendance à se détendre et la caisse 6 du véhicule à s’éloigner de la route par rapport à l’assiette de référence AR.

[0034] On considère que des courses en attaque ou en détente de piston 3 de l’amortisseur 1 comprises entre -15 mm et 15 mm à partir de l’assiette de référence AR correspondent à des débattements de faible énergie qui représentent les sollicitations les plus fréquentes, rencontrées sur les routes de bonne qualité.

[0035] On considère que des courses en attaque de piston 3 de l’amortisseur 1 comprises entre -15 mm et -50 mm à partir de l’assiette de référence AR, et des courses en détente de piston 3 de l’amortisseur 1 comprises entre 15 mm et 50 mm à partir de l’assiette de référence AR correspondent à des débattements de moyenne énergie DME qui représentent des sollicitations également fréquentes. Ces sollicitations sont rencontrées sur les routes légèrement dégradées, où lorsque les roues franchissent des petits obstacles, comme par exemple des petits ralentisseurs.

[0036] Enfin, on considère que des courses en attaque de piston 3 de l’amortisseur 1 au-delà de -50 mm à partir de l’assiette de référence AR, et des courses en détente de piston 3 de l’amortisseur 1 supérieures à 50 mm à partir de l’assiette de référence AR correspondent à des débattements de forte énergie DHE qui représentent des sollicitations peu fréquentes. Ces sollicitations se rencontrent notamment quand les roues franchissent un obstacle important de type ralentisseur en dos-d’âne, ou un nid de poule relativement profond.

[0037] Pour plus de commodités dans la suite de la description, nous parlerons des courses en attaque ou en détente du piston 3 de l’amortisseur 1 en valeur absolue.

[0038] En se référant au graphe de la figure IB, la butée d’attaque mécanique 7 est comprimée dès que la course du piston 3 de l’amortisseur 1 dépasse une course en attaque d’environ 10 mm. Ainsi, la butée d’attaque mécanique 7 intervient rapidement pour freiner la course du piston 3 de l’amortisseur 1 dès les débattements de moyenne énergie DME. Au-delà d’une course en attaque du piston 3 de l’amortisseur 1 de 50 mm, c’est-à-dire pour des débattements de forte énergie DHE, le piston 3 de l’amortisseur hydraulique 1 provoque le déplacement du cylindre 10 de la butée d’attaque hydraulique 9 autour de son piston correspondant 11, pour rapidement freiner le piston 3 de l’amortisseur 1 dans son cylindre 2 correspondant et mieux protéger la caisse 6 du véhicule.

[0039] En se référant à nouveau au graphe de la figure IB, le piston flottant 15 de la butée de détente hydraulique est déplacé et comprime simultanément le ressort constituant la butée de détente mécanique 16 lorsque la course en détente du piston 3 de l’amortisseur 1 dépasse une valeur entre 50 et 70 mm, préférentiellement 50 mm, pour rapidement freiner le piston 3 de l’amortisseur 1 dans son cylindre correspondant 2.

[0040] Comme les courses importantes du piston de l’amortisseur sont majoritairement de nature incidentelle, le confort de la suspension n’est pas une priorité au regard de la préservation de l’intégrité mécanique du véhicule. Pour cette raison, la butée d’attaque est généralement très raide et généré des discontinuités d’efforts brutales. Le confort pour les occupants du véhicule en est alors fortement pénalisé dans ces situations.

[0041] En figure 2 on a représenté la modélisation du système des figures IA et IB, sans néanmoins s’intéresser aux butées d’attaque et de détente. La caisse 6 évolue à une altitude Ze au-dessus d’une route 100 présentant un relief qui évolue à une altitude Zioo· La roue R est reliée à la caisse 6 par l’amortisseur 1 et le ressort de suspension 17. La roue R est reliée à la route R par le pneumatique P qui est modélisé par un ressort. La roue R évolue au-dessus à l’altitude zr. Les masses suspendues et non suspendues subissent la gravité g.

[0042] En figure 3 on a représenté en fonction de la fréquence des vibrations introduites par la route 100, l’amplitude des modes transmis à la caisse.

[0043] En l’absence d’amortissement (amortissement b = 0 pour l’amortisseur 1), deux surtensions sont observées, sur la courbe 200. La première se produit aux alentours de 1 à 2 Hz et est notée A. Il s’agit de l’oscillation naturelle de la caisse 6 sur la roue R, du fait du ressort de suspension 17. La deuxième se produit aux alentours de 10 à 11 Hz et est notée B. Il s’agit de l’oscillation de la roue R sur la raideur du pneumatique P, aussi appelé rebond ou battement de roue. L’amplitude des oscillations diminue globalement quand les fréquences augmentent, et l’amplitude du mode résonnant B est plus faible que l’amplitude du mode résonnant A. Entre les deux modes, dans la plage 6 à 9 Hz, une zone de faible amplitude notée C est remarquée.

[0044] La fréquence du mode B augmente quand la masse de la roue R diminue, selon la formule

Plus cette fréquence est basse, plus l’amortissement nécessaire à sa maîtrise est important.

[0045] Pour une valeur de fréquence du mode B donnée, avec un amortissement maximal, dit critique, avec une valeur de b élevée pour l’amortisseur 1, on obtient la courbe 300, sur laquelle, par rapport à la courbe 200, les surtensions A et B sont gommées. Par contre, la zone C est surélevée, ce qui est la traduction de la dégradation de l’impression de confort introduite par l’amortisseur. On souhaite donc maintenir au minimum la valeur de l’amortissement b, ce qui suppose de diminuer l’amplitude des oscillations de la surtension de battement ou rebond de roue B.

[0046] En référence aux figures 4A, 4B, 5A, 5B, 6A et 6B, le système de roue à suspension hydraulique selon l’invention va maintenant être décrit.

[0047] Au corps 2 de l’amortisseur 1 est fixé le porte-fusée de roue et la roue R’, composée d’une jante J’ et d’un pneumatique P’. La roue R’ porte aussi un disque de frein D’. L’ensemble composé de la roue R’ et du disque de frein D’ constitue l’essentiel des masses non suspendues.

[0048] Les masses non suspendues sont légères, avec notamment une roue allégée de 30% par rapport à la figure 1. Cette réduction de masse augmente la fréquence d’oscillation naturelle au point B (rebond ou battement de roue) de la figure 3 et diminue l’amplitude du rebond ou battement de roue, limitant le niveau d’amortissement minimal nécessaire à sa maîtrise. Il est donc possible de diminuer la valeur d’amortissement b de l’amortisseur 1.

[0049] Pour obtenir cette diminution de masse, il est possible d’utiliser des technologues de roues allégées, pour la jante ou le voile, telle que de l’aluminium forgé, qui est moins lourd que l’aluminium moulé tout en étant plus solide. On utilise aussi des disques de frein allégé tels des freins hybrides avec un bol en acier issu d’emboutissage et une piste en fonte surmoulée sur le bol. Cette conception permet de gagner 10% en masse par rapport à un disque complet en fonte de dimensions équivalentes. On peut aussi utiliser toute technologie permettant de réduire la masse de l’ensemble non suspendu. Ces technologies permettent un gain de 25% entre la masse couramment utilisée et la masse atteignable pour une silhouette de véhicule donnée.

[0050] Ainsi, on peut faire remonter la fréquence naturelle d’oscillation de 13 à 15,5 Hz, ce qui permet une baisse supplémentaire de l’amortissement b de l’amortisseur 1. Cela offre un gain en confort supplémentaire. Cela est avantageux dès que la masse totale du porte-fusée de roue et des éléments qui y sont rattachés en sorte d’être suspendus par rapport à la caisse 6, incluant la roue R à pneumatique P et un disque D de frein, est adaptée pour que la fréquence naturelle de rebond de roue soit supérieure à 11,5 Hz.

[0051] Le système de suspension comprend de plus pour chaque roue du véhicule un amortisseur 1 et deux butées de détente respectivement mécanique 16 et hydraulique 15 tels que décrits précédemment.

[0052] Le système de roue à suspension hydraulique selon l’invention comprend pour chaque roue du véhicule un ressort de suspension 17b plus flexible, dont la constante de raideur est plus faible que la constante de raideur d’un ressort de suspension 17 de l’art antérieur, tout en assurant un support S identique de la caisse 6 du véhicule par rapport au ressort de suspension 17 de l’art antérieur. Ainsi l’effort exercé par le ressort de suspension 17b plus flexible est inchangé lorsque le véhicule se trouve à l’assiette de référence AR. Un tel ressort de suspension 17b plus flexible permet la diminution de la fréquence de résonance verticale de la caisse du véhicule. Alors qu’avec un ressort de suspension 17 de l’art antérieur la fréquence de résonance de la caisse 6 du véhicule est comprise entre 1,2 Hz et 1,4 Hz, cette dernière est comprise entre 1 Hz et 1,1 Hz pour un ressort de suspension 17b plus flexible. Il en résulte un confort accru des occupants du véhicule.

[0053] La fréquence de résonnance verticale f^ de la caisse du véhicule est définie par la formule

où M est la masse suspendue d’un quart du véhicule supportée par une roue du véhicule, et K est la raideur du ressort de suspension 17b au niveau de la roue correspondante.

[0054] La masse suspendue est la masse des éléments du véhicule situés au-dessus de la suspension hydraulique, excluant notamment les roues, fusées et porte-fusées du véhicule. La masse suspendue d’un quart du véhicule au niveau d’une roue est défini de la manière suivante : une fois le centre de gravité du véhicule défini, la masse suspendue de la partie arrière du véhicule et la masse suspendue de la partie avant du véhicule sont à leurs tours définies. La partie avant comprend la portion du véhicule entre l’avant du véhicule et une direction transversale au véhicule passant par son centre de gravité. La partie arrière du véhicule est par conséquent la partie allant de l’arrière du véhicule à cette direction transversale.

[0055] Ainsi, on est en mesure de calculer la masse suspendue d’un quart respectivement avant et arrière du véhicule, en divisant par deux la masse suspendue de la partie respectivement avant et arrière du véhicule. Connaissant chaque quart de masse suspendue du véhicule, ainsi que la fréquence de résonnance fr de la caisse 6 du véhicule désirée, on en déduit directement la constante de raideur du ressort de suspension 17b devant être monté sur la roue correspondante du véhicule, à partir de la formule

[0056] Pour compenser la diminution de l’effort exercé par le ressort de suspension 17b sur la caisse 6 du véhicule, le système de roue à suspension hydraulique selon l’invention comprend également pour chaque roue du véhicule une butée d’attaque mécanique 7b moins longue que la butée d’attaque mécanique 7 de l’art antérieur, ainsi que, préférentiellement, une butée d’attaque hydraulique 9b dont le cylindre 10b présente une amplitude de déplacement autour du piston correspondant 11b entre sa fin de course en attaque et sa fin de course en détente comprise entre 40 et 60 mm. Cette amplitude de déplacement est plus grande que l’amplitude de déplacement du cylindre 10 de la butée d’attaque hydraulique 9 de l’art antérieur, qui est de l’ordre de 30 mm.

[0057] En outre, la structure du cylindre 10b de la butée d’attaque hydraulique 9b est différente, puisque le cylindre 10b comprend dans sa paroi une pluralité de trous radiaux traversants 13, et permettant l’entrée ou la sortie du fluide hydraulique de la chambre de compression 4 du cylindre 2 de l’amortisseur 1 lorsque le piston 11b et le cylindre 10b de la butée d’attaque hydraulique 9b se déplacent l’un par rapport à l’autre. Ainsi, à mesure que le cylindre 10b de la butée d’attaque hydraulique 9b se déplace autour du piston correspondant 11b vers la paroi inférieure de fond 12 du cylindre 2 de l’amortisseur 1, un nombre croissant de trous traversants 13 sont bouchés par le piston 11b de la butée d’attaque hydraulique 9b, diminuant ainsi la section globale des trous traversants 13 de sorte que l’effort exercé par la butée d’attaque hydraulique 9b sur la caisse 6 du véhicule augmente pour une vitesse de déplacement du cylindre 10b constante.

[0058] L’agencement des butées d’attaque mécanique 7b et hydraulique 9b en fonction des courses du piston 3 de l’amortisseur 1 est également différent par rapport à celui de l’art antérieur.

[0059] En effet, lorsque le piston 3 de l’amortisseur hydraulique 1 dépasse une course en attaque CAI comprise entre 0 et 20 mm, préférentiellement 10 mm, ce dernier entraine le déplacement du cylindre 10b de la butée d’attaque hydraulique 9b autour de son piston correspondant 11b. Pour des débattements de faible et moyenne énergies, la section globale d’un grand nombre des trous 13 traversant le cylindre 10b de la butée d’attaque hydraulique 9b est suffisamment élevée pour assurer un freinage doux du piston 3 de l’amortisseur 1. Pour des débattements de plus forte énergie DHE au cours desquels le piston 3 d’amortisseur 1 se rapproche de sa fin de course en attaque, la section globale d’un moins grand nombre des trous 13 traversant le cylindre 10b de la butée d’attaque hydraulique 9b diminue car un nombre croissant de trous traversants 13 sont bouchés par le piston 11b de la butée d’attaque hydraulique 9b à mesure que le cylindre 10b se déplace autour du piston 11b de la butée d’attaque hydraulique 9b en direction de la paroi inférieure de fond 12 du cylindre 2 de l’amortisseur 1 : cela assure un freinage plus brusque du piston 3 de l’amortisseur 1 dans le but de protéger la caisse 6 et le châssis du véhicule.

[0060] En outre, dès que le piston 3 de l’amortisseur 1 dépasse une course en attaque CA2 comprise entre 40 et 50 mm, préférentiellement 50 mm, la butée d’attaque mécanique 7b est comprimée et participe au renforcement du freinage du piston 3 de l’amortisseur 1.

[0061] Le confort de la suspension est significativement amélioré par le système de suspension hydraulique du système de roue de l’invention. En effet, la discontinuité de l’effort exercé par le système de suspension, et génératrice d’inconfort pour les passagers du véhicule, est fortement diminuée grâce â la butée d’attaque hydraulique 9b, dont le cylindre 10b a une amplitude de déplacement allongée, qui agit avant la butée d’attaque mécanique 7b. En outre, l’effort exercé par la butée d’attaque hydraulique 9b dépendant à la fois de la vitesse et de l’amplitude de déplacement du piston 3 de l’amortisseur 1 dans son cylindre 2, le freinage du piston 3 de l’amortisseur est adapté à l’amplitude et â la vitesse de sa course dans le cylindre 2, ce qui a également un effet positif sur le confort des passagers. De plus, la butée d’attaque hydraulique 9b dissipe l’énergie sans l’accumuler, évitant de fait tout effet de relance lors des débattements de faible et moyenne énergies. Enfin, l’utilisation d’un ressort de suspension 17b de faible raideur réduit la fréquence de résonnance verticale de la caisse 6, ce qui permet d’améliorer le confort de la suspension du véhicule. Cette augmentation de la flexibilité du ressort de suspension 17b est bien entendu compensée par l’amortissement complémentaire assuré par la butée d’attaque hydraulique 9b dès les débattements de moyenne énergie DME.

[0062] La configuration telle que décrite n’est pas limitée au mode de réalisation décrit précédemment et représenté sur les figures 4A, 4B, 5A, 5B, 6A et 6B. Elle n’a été donnée qu’à titre d’exemple non limitatif. De multiples modifications peuvent être apportées sans pour autant sortir du cadre de l’invention. En particulier, l’invention n’est pas limitée à une seule configuration de butée d’attaque hydraulique 9b. On pourrait par exemple imaginer une butée d’attaque hydraulique 9b dont le cylindre 10b est solidaire des parois internes de la chambre de compression 4 de l’amortisseur 1 et dont le piston 11b est destiné à être déplacé dans son cylindre correspondant 10b par le piston 3 de l’amortisseur 1. Bien entendu, tout type de butée d’attaque hydraulique 9b connue et apte à être logée dans la chambre de compression 4 d’un amortisseur 1 pourra être envisagée. En particulier, l’utilisation d’une butée d’attaque hydraulique 9b, dont l’amplitude de déplacement du piston 11b ou du cylindre 10b est tel que décrit dans l’art antérieur, est parfaitement envisageable du moment que le piston 3 de l’amortisseur 1 est en mesure d’assurer le déplacement du piston 11 b ou du cylindre 10b de la butée d’attaque hydraulique 9b dés les débattements de moyenne énergie DME. On pourrait également imaginer pour chaque roue du véhicule un ressort de suspension 17 déporté à l’extérieur de l’amortisseur hydraulique 1, monté en parallèle avec l’amortisseur hydraulique 1 entre le porte-fusée de roue et la caisse 6 du véhicule. Enfin, on pourrait imaginer, pour encore améliorer le confort des occupants du véhicule, remplacer chaque amortisseur hydraulique 1 de la suspension par un amortisseur hydraulique détaré ou assoupli, c’est-à-dire que les orifices assurant le passage du fluide hydraulique de part et d’autre du piston 3 dans l’une ou l’autre des chambres de compression 4 et de détente 5 de l’amortisseur hydraulique détaré sont plus larges que les orifices d’un amortisseur 1 de l’art antérieur.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Système de roue de véhicule automobile, comprenant une roue (R') à pneumatique (P') et un amortisseur hydraulique (1) à cylindre (2) et piston (3) mobile dans le cylindre pour y délimiter deux chambres (4, 5) respectivement de détente et de compression, l’amortisseur hydraulique (1) étant interposé entre la caisse (6) et un porte-fusée de roue, le système de roue comprenant de plus une butée d’attaque hydraulique (9b) montée dans la chambre de compression (4), caractérisé en ce que le système de roue comprend de plus une butée d’attaque mécanique compressible (7b) positionnée entre le cylindre (2) et la caisse (6) du véhicule ou entre le porte-fusée de roue et la caisse (6) du véhicule, la masse totale du porte-fusée de roue et des éléments qui y sont rattachés en sorte d’être suspendus par rapport à la caisse (6), incluant la roue (R') à pneumatique (P') et un disque (D') de frein, étant adaptée pour que la fréquence naturelle de rebond de roue soit supérieure à 11,5 Hz.
2. 2. Système de roue de véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la roue (R') est en aluminium forgé.
3. 3. Système de roue de véhicule automobile selon la revendication 2, caractérisé en ce que le disque (D') de frein comprend un bol en acier issu d’emboutissage.
4. 4. Système de roue de véhicule automobile selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la butée d’attaque hydraulique (9b) comporte un cylindre (10b) et un piston (11b) mobiles l’un par rapport à l’autre, le piston (11b) et le cylindre (10b) de la butée hydraulique (9b) étant destinés à être déplacés l’un par rapport à l’autre par l’intermédiaire du piston (3) de l’amortisseur (1) lorsque ce dernier atteint une première course en attaque (CAI) dans le cylindre (2) de l’amortisseur (1), et la butée d’attaque mécanique (7b) étant destinée à être comprimée entre le cylindre (2) de l’amortisseur et la caisse (6) du véhicule lorsque le piston (3) de l’amortisseur (1) atteint une seconde course en attaque (CA2) dans le cylindre de l’amortisseur, la seconde course en attaque (CA2) étant supérieure à la première course en attaque (CAI).
5. 5. Système de roue de véhicule automobile selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la masse totale du porte-fusée de roue et des éléments qui y sont rattachés en sorte d’être suspendus par rapport à la caisse (6), incluant la roue (R') à pneumatique (P') et un disque (D') de frein, est adaptée pour que la fréquence naturelle de rebond de roue soit supérieure à 13 Hz.
6. 6. Système de roue de véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le système de roue comprend en outre pour chaque roue du véhicule un ressort de suspension (17b) dont la raideur est choisie telle que la fréquence de résonance verticale de la caisse (6) du véhicule est comprise entre 1 Hz et 1,1 Hz.
7. 7. Système de roue de véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la première course en attaque (CAI) du piston (3) de l’amortisseur (1) est comprise entre zéro et vingt millimètres à partir d’une assiette de référence (AR) du véhicule.
8. 8. Système de roue de véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la seconde course en attaque (CA2) du piston (3) de l’amortisseur (1) est comprise entre quarante et cinquante millimètres à partir de l'assiette de référence (AR) du véhicule.
9. 9. Système de roue de véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comprend pour chaque roue du véhicule au moins une butée de détente (15, 16) montée dans la chambre de détente (5) du cylindre (2) de l’amortisseur correspondant (1).
10. 10. Véhicule automobile comprenant un système de roue de véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.