FR3107860A1 - SYSTEM FOR MAINTAINING A POWERTRAIN UNIT INCLUDING AN ELASTOMER WITH ANNULAR RIBS - Google Patents
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Abstract
Système de maintien d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile, comportant un corps (2) présentant un alésage recevant une douille axiale (10) maintenue par l'intermédiaire d'un élastomère (12), une surface cylindrique de l'alésage du corps ou du contour extérieur de la douille (10) formant un premier élément, présente une gorge circulaire centrée autour d’un plan médian transversal (X-Z) recevant un bossage annulaire de l’élastomère (12), cet élastomère (12) comprenant axialement de chaque côté du bossage annulaire un creux détaché du premier élément, puis une nervure annulaire qui prend appui sur ce premier élément. Figure 1System for maintaining a motor vehicle powertrain, comprising a body (2) having a bore receiving an axial sleeve (10) held by means of an elastomer (12), a cylindrical surface of the bore of the body or of the outer contour of the sleeve (10) forming a first element, has a circular groove centered around a transverse median plane (XZ) receiving an annular boss of the elastomer (12), this elastomer (12) comprising axially of each side of the annular boss a hollow detached from the first element, then an annular rib which bears on this first element. Figure 1
Description
La présente invention concerne un système de maintien d’un groupe motopropulseur de véhicule automobile, ainsi qu’un véhicule automobile équipé d’un tel système de maintien.The present invention relates to a system for holding a motor vehicle powertrain, as well as a motor vehicle equipped with such a holding system.
Les groupes motopropulseurs des véhicules automobiles comprenant une transmission reliée à un moteur thermique, constituent un ensemble fixé dans la caisse du véhicule par différentes liaisons élastiques afin de filtrer les vibrations émises par ce moteur pour éviter de les transmettre à la carrosserie du véhicule.The powertrains of motor vehicles comprising a transmission connected to a heat engine, constitute an assembly fixed in the body of the vehicle by various elastic connections in order to filter the vibrations emitted by this engine to avoid transmitting them to the body of the vehicle.
Les différentes liaisons élastiques doivent à la fois permettre une transmission du couple du groupe motopropulseur aux roues motrices, en compensant le couple de réaction que les arbres de transmission appliquent sur ce groupe, et filtrer les différentes vibrations générées par le moteur thermique venant en particulier des mouvements alternatifs des pistons, et des oscillations de couple données par chaque combustion.The various elastic connections must both allow transmission of the torque from the powertrain to the drive wheels, by compensating for the reaction torque that the driveshafts apply to this group, and filter the various vibrations generated by the combustion engine coming in particular from the alternating movements of the pistons, and torque oscillations given by each combustion.
Dans le cas d’un moteur thermique installé transversalement dans le véhicule, on prévoit généralement un support moteur de chaque côté du groupe motopropulseur, et un système de maintien formant une biellette de reprise de couple disposée dans un plan longitudinal, évitant la rotation du groupe autour de l’axe passant par ces deux supports.In the case of a thermal engine installed transversely in the vehicle, an engine support is generally provided on each side of the powertrain, and a holding system forming a torque pick-up rod arranged in a longitudinal plane, preventing rotation of the powertrain. around the axis passing through these two supports.
En particulier les moteurs thermiques à trois cylindres ne disposant pas d’arbre d’équilibrage, génèrent des vibrations suivant les différents axes à des fréquences inférieures à celles d’un quatre cylindres, qu’il est plus difficile de filtrer.In particular, three-cylinder heat engines that do not have a balance shaft generate vibrations along the different axes at frequencies lower than those of a four-cylinder, which is more difficult to filter.
Un type de biellette de reprise de couple connu, présenté notamment par le document US-A1-20190054811, comporte un corps comprenant deux douilles reliées chacune à ce corps par une liaison élastique formant un anneau en élastomère inséré entre un alésage du corps et la douille. Un alésage de grand diamètre contient un anneau de faible raideur pour filtrer des basses fréquences, un alésage perpendiculaire de petit diamètre contient un anneau de forte raideur qui filtre des hautes fréquences.A known type of torque pick-up link, presented in particular by document US-A1-20190054811, comprises a body comprising two sleeves each connected to this body by an elastic connection forming an elastomer ring inserted between a bore of the body and the sleeve . A large diameter bore contains a ring of low stiffness to filter low frequencies, a perpendicular bore of small diameter contains a ring of high stiffness which filters high frequencies.
Un actionneur électromagnétique inséré dans le corps permet d’améliorer la filtration des vibrations.An electromagnetic actuator inserted in the body improves the filtration of vibrations.
La douille comprenant la liaison élastique de forte raideur présente sur son contour extérieur une gorge circulaire centrée sur le plan médian transversal, couvrant environ la moitié de la longueur de cette douille.The sleeve comprising the elastic connection of high stiffness has on its outer contour a circular groove centered on the transverse median plane, covering approximately half the length of this sleeve.
L’anneau en élastomère comporte au centre un bossage annulaire intérieur qui s’ajuste dans la gorge circulaire de la douille, et de chaque côté un creux formant une couronne qui s’étend axialement, dont le fond est sensiblement aligné sur le bord de cette gorge. Chaque creux axial est bordé radialement par une lèvre intérieure en appui sur la douille à côté de la gorge, et une lèvre extérieure collée dans un cylindre de tôle qui est emmanché dans l’alésage de la biellette de reprise de couple.The elastomer ring has in the center an internal annular boss which fits in the circular groove of the sleeve, and on each side a hollow forming a crown which extends axially, the bottom of which is substantially aligned with the edge of this throat. Each axial recess is bordered radially by an inner lip resting on the sleeve next to the groove, and an outer lip glued in a sheet metal cylinder which is fitted into the bore of the torque pick-up rod.
L’anneau en élastomère présente une forte raideur pour les translations suivant l’axe de la douille et les deux axes dans un plan perpendiculaire médian. La partie centrale de l’élastomère entre les deux creux axiaux, donne une raideur en torsion relativement faible pour des oscillations autour des deux axes du plan perpendiculaire médian.The elastomer ring has a high stiffness for translations along the axis of the sleeve and the two axes in a median perpendicular plane. The central part of the elastomer between the two axial hollows gives a relatively low torsional stiffness for oscillations around the two axes of the median perpendicular plane.
Toutefois la raideur en torsion suivant les deux axes du plan perpendiculaire médian est difficile à ajuster en utilisant uniquement la partie centrale de la liaison élastique, pour assurer la qualité de la filtration des vibrations suivant ces rotations, en particulier pour certains moteurs thermiques.However, the torsional stiffness along the two axes of the median perpendicular plane is difficult to adjust using only the central part of the elastic connection, to ensure the quality of the filtration of the vibrations following these rotations, in particular for certain heat engines.
La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur.The object of the present invention is in particular to avoid these problems of the prior art.
Elle propose à cet effet un système de maintien d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile, comportant un corps présentant un alésage recevant une douille axiale maintenue par l'intermédiaire d'un élastomère, ce système étant remarquable en ce qu’une surface cylindrique de l'alésage du corps ou du contour extérieur de la douille formant un premier élément, présente une gorge circulaire centrée autour d’un plan médian transversal, recevant un bossage annulaire de l’élastomère, cet élastomère comprenant axialement de chaque côté du bossage annulaire un creux détaché du premier élément, puis une nervure annulaire qui prend appui sur ce premier élément.It proposes for this purpose a system for holding a motor vehicle powertrain, comprising a body having a bore receiving an axial sleeve held by means of an elastomer, this system being remarkable in that a cylindrical surface of the bore of the body or of the outer contour of the sleeve forming a first element, has a circular groove centered around a transverse median plane, receiving an annular boss of the elastomer, this elastomer comprising axially on each side of the annular boss a hollow detached from the first element, then an annular rib which rests on this first element.
Un avantage de ce système de maintien est que le bossage annulaire ajusté dans la gorge circulaire réalise à la fois un maintien de l'élastomère sur le premier élément pour des translations dans les trois directions, présentant chacune une raideur linéaire.An advantage of this holding system is that the annular boss fitted in the circular groove simultaneously holds the elastomer on the first element for translations in the three directions, each having a linear stiffness.
Les nervures annulaires séparées prenant appui sur le premier élément ajoutent des appuis élastiques distant axialement du bossage central et du plan médian transversal, en apportant un couple élastique de raideur angulaire pour la torsion autour des deux axes de ce plan médian. En adaptant la section des nervures annulaires, on ajuste facilement et de manière précise ces deux raideurs angulaires.The separate annular ribs resting on the first element add elastic supports axially distant from the central boss and from the transverse median plane, by providing an elastic torque of angular stiffness for the torsion around the two axes of this median plane. By adapting the section of the annular ribs, these two angular stiffnesses are easily and precisely adjusted.
On peut ainsi adapter en particulier de manière précise les raideurs des oscillations suivant ces deux axes pour les moteurs thermiques présentant un niveau élevé d’excitation, afin de limiter les vibrations transmises à la caisse du véhicule et d’assurer le confort.It is thus possible to adapt in particular in a precise manner the stiffness of the oscillations along these two axes for heat engines having a high level of excitation, in order to limit the vibrations transmitted to the body of the vehicle and to ensure comfort.
Le système de maintien du groupe motopropulseur selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.The powertrain holding system according to the invention may also comprise one or more of the following characteristics, which may be combined with one another.
Avantageusement, la gorge circulaire présente une longueur axiale inférieure à la moitié de la longueur totale de l’élastomère.Advantageously, the circular groove has an axial length less than half the total length of the elastomer.
Avantageusement, la profondeur de la gorge circulaire est inférieure à 2mm.Advantageously, the depth of the circular groove is less than 2mm.
Avantageusement, la nervure annulaire prend appui sur le premier élément par une face transversale tournée vers le plan médian transversal.Advantageously, the annular rib bears on the first element by a transverse face facing the transverse median plane.
Dans ce cas, avantageusement la nervure annulaire prend appui sur un chanfrein du premier élément.In this case, advantageously the annular rib rests on a chamfer of the first element.
Selon un mode de réalisation, la gorge circulaire est formée dans l’alésage du corps.According to one embodiment, the circular groove is formed in the bore of the body.
Selon un autre mode de réalisation, la gorge circulaire est formée sur une surface cylindrique extérieure de la douille.According to another embodiment, the circular groove is formed on an outer cylindrical surface of the sleeve.
Dans ce cas, la douille peut se prolonger de chaque côté après la surface cylindrique extérieure, par une partie cylindrique de plus petit diamètre.In this case, the sleeve can be extended on each side after the outer cylindrical surface, by a cylindrical part of smaller diameter.
L’invention a aussi pour objet un véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur équipé d’un moteur thermique maintenu par des supports et par un système de maintien reprenant le couple de traction, remarquable en ce que ce système de maintien comporte l’une quelconque des caractéristiques précédentes.The invention also relates to a motor vehicle comprising a powertrain equipped with a heat engine held by supports and by a holding system taking up the traction torque, noteworthy in that this holding system comprises any of the previous features.
Avantageusement, le moteur thermique ne comprenant pas d’arbre d’équilibrage, comporte trois cylindres.Advantageously, the thermal engine, not comprising a balance shaft, comprises three cylinders.
L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels:The invention will be better understood and other characteristics and advantages will appear more clearly on reading the description below given by way of example, with reference to the appended drawings in which:
La figure 1 présente un système de maintien comportant une biellette comprenant un corps 2 réalisé par un moulage d’un alliage d’aluminium, allongée suivant un axe X, comprenant d’un côté une première liaison élastique comportant une douille 4 d’axe Z’ parallèle à l’axe Z entourée par un élastomère de grand rayon 8 présentant une faible raideur, et de l’autre côté une deuxième liaison élastique comprenant une douille 10 d’axe Y entourée par un élastomère de petit rayon 12 présentant une forte raideur.FIG. 1 presents a holding system comprising a connecting rod comprising a body 2 made by casting an aluminum alloy, elongated along an axis X, comprising on one side a first elastic connection comprising a sleeve 4 of axis Z 'parallel to the Z axis surrounded by a large radius elastomer 8 having low stiffness, and on the other side a second elastic connection comprising a sleeve 10 of Y axis surrounded by a small radius elastomer 12 having high stiffness .
Chaque face transversale d’extrémité des douilles 4, 10 possède des arrêtes radiales 6, facilitant l’accrochage sur la chape la recevant afin d’éviter des glissements.Each transverse end face of the sockets 4, 10 has radial edges 6, facilitating the attachment to the yoke receiving it in order to avoid slippage.
La deuxième liaison élastique comprenant sa douille 10 et son élastomère 12, est symétrique par rapport au plan transversal médian X-Z.The second elastic connection comprising its sleeve 10 and its elastomer 12, is symmetrical with respect to the median transverse plane X-Z.
Les figures 2 et 4 présentent l’alésage 20 du corps 2 de la deuxième liaison élastique, comportant une surface cylindrique avec un chanfrein d’entrée 18 d’environ 1mm, comprenant une gorge intérieure circulaire 22 centrée sur le plan transversal médian X-Z.Figures 2 and 4 show the bore 20 of the body 2 of the second elastic connection, comprising a cylindrical surface with an entry chamfer 18 of approximately 1mm, comprising a circular inner groove 22 centered on the median transverse plane X-Z.
La gorge circulaire 22 présentant une profondeur inférieure à 2mm, avantageusement d’environ 1mm, qui s’étend sur une longueur axiale inférieure à la moitié de la longueur de l’alésage 20, avantageusement sur environ le tiers de cette longueur. La gorge circulaire 22 comporte des bords inclinés à environ 45° par rapport au plan transversal.The circular groove 22 having a depth of less than 2mm, advantageously approximately 1mm, which extends over an axial length less than half the length of the bore 20, advantageously over approximately one third of this length. The circular groove 22 has edges inclined at approximately 45° relative to the transverse plane.
Les figures 3 et 4 présentent la douille métallique 10 comportant des surfaces radialement intérieure et extérieure cylindriques sur toute leur longueur, et sur chaque face d’extrémité les arêtes radiales 6.Figures 3 and 4 show the metal sleeve 10 comprising radially inner and outer cylindrical surfaces over their entire length, and on each end face the radial edges 6.
L’élastomère 12 comporte une surface radiale intérieure cylindrique collée sur la surface extérieure complète de la douille 10, et une surface radiale extérieure comportant un bossage annulaire central 24 s’ajustant dans la gorge circulaire 22.The elastomer 12 has a cylindrical inner radial surface bonded to the complete outer surface of the sleeve 10, and an outer radial surface comprising a central annular boss 24 fitting in the circular groove 22.
L’élastomère 12 comporte de chaque côté du bossage extérieur 24 un creux cylindrique 26 distant d’environ 1 à 2mm de l’alésage 20 du corps 2, puis une nervure annulaire 28 comprenant un diamètre extérieur supérieur à celui d’un chanfrein d’entrée 18 de l’alésage 20, et une face transversale tournée vers le plan médian X-Z qui est en appui élastique sur ce chanfrein d’entrée.The elastomer 12 comprises on each side of the outer boss 24 a cylindrical hollow 26 approximately 1 to 2 mm from the bore 20 of the body 2, then an annular rib 28 comprising an outer diameter greater than that of a chamfer of inlet 18 of bore 20, and a transverse face turned towards the median plane X-Z which is elastically supported on this inlet chamfer.
On obtient lors du fonctionnement de la motorisation une possibilité d’oscillations de la douille 10 centrée sur le centre de cette douille O, autour des axes X et Z, représentées par les flèches F1 et F2. Lors de ces oscillations on a une faible compression de l’élastomère du bossage central 24 à cause de la petite distance de cette matière par rapport au plan médian X-Y, et une forte compression de l’élastomère des nervures annulaires 28 à cause de la grande distance D par rapport à ce plan formant un bras de levier qui va donner un couple de réaction élastique.During operation of the motorization, a possibility of oscillations of the sleeve 10 centered on the center of this sleeve O, around the axes X and Z, represented by the arrows F1 and F2, is obtained. During these oscillations there is a slight compression of the elastomer of the central boss 24 because of the small distance of this material with respect to the X-Y median plane, and a strong compression of the elastomer of the annular ribs 28 because of the large distance D from this plane forming a lever arm which will give an elastic reaction torque.
On peut ainsi facilement en ajustant l’élasticité de l’élastomère et la section des nervures annulaires 28, calibrer la raideur du couple de réaction pour ces deux oscillations.It is thus easily possible by adjusting the elasticity of the elastomer and the section of the annular ribs 28, to calibrate the stiffness of the reaction torque for these two oscillations.
La figure 5 présente l’alésage 20 du corps 2 formé par une surface cylindrique qui est continue sur toute sa longueur.Figure 5 shows the bore 20 of the body 2 formed by a cylindrical surface which is continuous over its entire length.
La surface extérieure cylindrique 32 de la douille 10 comporte une gorge circulaire 22 centrée sur le plan transversal médian X-Z, présentant une profondeur d’environ 1 à 2mm, qui s’étend dans la direction axiale sur environ le tiers de la longueur de la douille.The cylindrical outer surface 32 of the sleeve 10 has a circular groove 22 centered on the X-Z median transverse plane, having a depth of approximately 1 to 2 mm, which extends in the axial direction over approximately one third of the length of the sleeve. .
L’élastomère 12 comporte une surface radiale extérieure cylindrique collée sur l’alésage du corps 20, et une surface radiale intérieure comportant un bossage annulaire central 24 s’ajustant dans la gorge circulaire 22.The elastomer 12 has a cylindrical outer radial surface bonded to the bore of the body 20, and an inner radial surface comprising a central annular boss 24 fitting into the circular groove 22.
L’élastomère 12 comporte axialement de chaque côté du bossage intérieur 24 un creux cylindrique 26 distant d’environ 1 à 2mm de la surface extérieure cylindrique de la douille 32, puis une nervure annulaire 28 comprenant une face tournée vers le plan médian X-Z, en appui élastique sur un chanfrein 18 du bord de cette surface cylindrique.The elastomer 12 comprises axially on each side of the inner boss 24 a cylindrical hollow 26 approximately 1 to 2 mm from the cylindrical outer surface of the sleeve 32, then an annular rib 28 comprising a face turned towards the median plane X-Z, in elastic support on a chamfer 18 of the edge of this cylindrical surface.
La douille 10 se prolonge de chaque côté après la surface extérieure cylindrique 32, par une partie cylindrique de petit diamètre 34 comprenant à son extrémité les arêtes radiales 6.The sleeve 10 is extended on each side after the cylindrical outer surface 32, by a cylindrical part of small diameter 34 comprising at its end the radial edges 6.
La biellette est avantageusement disposée dans un plan perpendiculaire à l’axe d’un groupe motopropulseur installé transversalement dans le véhicule, pour compenser le couple qu’il applique sur des arbres de roue. En particulier le groupe motopropulseur peut comporter un moteur à trois cylindres ne comprenant pas d’arbre d’équilibrage.The connecting rod is advantageously arranged in a plane perpendicular to the axis of a powertrain installed transversely in the vehicle, to compensate for the torque that it applies to the wheel shafts. In particular, the powertrain may include a three-cylinder engine that does not include a balance shaft.
La figure 6 présente un carter de groupe motopropulseur 30 comportant un alésage recevant un arbre de roue 32, fixé au berceau du véhicule 34 par un bras 36 comprenant une extrémité liée à ce berceau par une première liaison élastique 38 de faible raideur présentant un axe vertical.FIG. 6 shows a powertrain casing 30 comprising a bore receiving an axle shaft 32, fixed to the cradle of the vehicle 34 by an arm 36 comprising one end connected to this cradle by a first elastic connection 38 of low stiffness having a vertical axis .
L’autre extrémité du bras 36 comporte une fourche 40 recevant un axe transversal 42 horizontal, pour un montage en chape recevant au milieu une liaison élastique de faible raideur disposée dans un corps 44 formant un support fixé rigidement sur le carter 30.The other end of the arm 36 comprises a fork 40 receiving a horizontal transverse axis 42, for a yoke mounting receiving in the middle a low stiffness elastic connection arranged in a body 44 forming a support fixed rigidly to the casing 30.
Le corps 44 comporte un alésage horizontal recevant la douille métallique 10 par l’intermédiaire de l’élastomère 12, formant une liaison élastique similaire à celle présentée figure 1.The body 44 comprises a horizontal bore receiving the metal sleeve 10 via the elastomer 12, forming an elastic connection similar to that shown in Figure 1.
On obtient de la même manière une liaison élastique entre le carter du groupe motopropulseur 30 et le bras 36 allongé dans un plan perpendiculaire à l’axe de l’alésage 32 recevant un arbre de roue appliquant un couple de réaction sur ce groupe motopropulseur, afin de s’opposer à ce couple.In the same way, an elastic connection is obtained between the casing of the powertrain 30 and the arm 36 elongated in a plane perpendicular to the axis of the bore 32 receiving a wheel shaft applying a reaction torque to this powertrain, in order to to oppose this couple.
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