FR3123043A1 - Chassis pour vehicule supportant un groupe motopropulseur de traction du vehicule, comprenant une piece de support integrant des elements filtrants mecaniques - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un châssis (2) pour véhicule, comportant deux éléments (6A, 6B) de suspension d’un groupe motopropulseur (4) de traction du véhicule, le châssis (2) comportant en outre une pièce (10) de support du groupe motopropulseur (4), ladite pièce de support (10) étant configurée pour permettre la fixation à la pièce de support (10) d’un organe de couplage (8) prévu sur un flanc (7) du groupe motopropulseur (4), ladite pièce de support (10) étant adaptée pour être fixée à une partie (9) du véhicule de manière à fixer le châssis (2) au véhicule, chaque élément de suspension (6A, 6B) étant un élément filtrant mécanique, et étant intégré dans ladite pièce de support (10). Figure 2
Description
L’invention se rapporte à un châssis pour véhicule, notamment automobile, supportant un groupe motopropulseur de traction du véhicule. Le groupe motopropulseur peut être un groupe motopropulseur thermique, électrique, hybride, ou tout autre type de groupe motopropulseur. L’invention se rapporte également à un véhicule, notamment automobile, comprenant un tel châssis, et à un procédé de montage d’un groupe motopropulseur dans un véhicule muni d’un tel châssis.
L’invention appartient au domaine des châssis de véhicules, notamment automobiles.
Un véhicule comporte habituellement, pour sa traction, un groupe motopropulseur thermique, électrique ou hybride. Un tel groupe comprend un moteur thermique et/ou une machine électrique entraînant les roues d’un essieu du véhicule.
Dans le cas d’un groupe motopropulseur thermique, le groupe motopropulseur est usuellement disposé dans le bloc avant du véhicule, et est lié à des éléments de suspension via des supports intermédiaires, les éléments de suspension étant eux-mêmes fixés à des éléments de caisse du véhicule. De tels éléments de suspension forment généralement des éléments filtrants assurant un filtrage mécanique, tels que des cales, biellettes de reprise de couple ou autres articulations.
Par ailleurs, du fait des contraintes environnementales et du caractère plus sévère des dernières normes de pollution, les constructeurs automobiles doivent étoffer leur offre d’électrification et d’hybridation. L’électrification d’un véhicule peut passer par différentes approches :
- intégration d’un moteur électrique dans le train avant du véhicule ;
- intégration d’un moteur électrique dans le train arrière du véhicule ;
- intégration d’un moteur électrique dans le train avant et arrière du véhicule ;
- hybridation via le couplage d’un moteur électrique et d’un moteur thermique dans le véhicule.
L’électrification a engendré de nouvelles problématiques en termes d’assemblage du groupe motopropulseur puisqu’il est désormais nécessaire de disposer de suffisamment de volume pour mettre les stockeurs d’énergie, ce qui peut réduire la place disponible pour implanter les moteurs.
Dans le cas d’un groupe motopropulseur électrique, de nombreuses solutions d’implantations sont cependant connues.
Le groupe motopropulseur électrique peut par exemple être disposé dans le bloc avant du véhicule, en utilisant les interfaces existantes et en les adaptant aux caractéristiques géométriques d’un tel groupe motopropulseur (distance inter brancards par exemple), puis en y ajoutant des pièces intermédiaires tels que des supports intermédiaires, traverses, etc. On connaît par exemple du document brevet US 8 851 223 B2 une telle solution d’implantation d’un groupe motopropulseur électrique dans le bloc avant du véhicule. Le véhicule automobile décrit dans ce document comporte un châssis supportant un groupe motopropulseur électrique. Le châssis comporte une traverse haute et une traverse basse, chacune des traverses étant fixée à deux longerons latéraux du véhicule, et une pièce de support couplant ensemble les deux traverses. Le groupe motopropulseur électrique comporte une machine électrique et un onduleur, la machine électrique étant munie d’un organe de couplage permettant sa fixation à la pièce de support. Toutefois, un inconvénient d’un tel châssis est qu’il est particulièrement encombrant, du fait de la différence de hauteur entre les deux traverses. En outre, un tel châssis ne permet pas un montage et démontage aisé du groupe motopropulseur, par exemple en cas de maintenance de ce dernier. Dans d’autres exemples d’implantation d’un groupe motopropulseur électrique dans le bloc avant d’un véhicule, les supports intermédiaires et autres traverses servent à relier le groupe motopropulseur à des éléments de suspension similaires aux éléments de suspension précédemment décrits pour les moteurs thermiques. Toutefois, une telle configuration rend elle aussi difficile le montage et le démontage du groupe motopropulseur électrique.
Le groupe motopropulseur électrique peut également être disposé dans le bloc arrière du véhicule, en adoptant une implantation dédiée en s’adaptant aux contraintes de volume disponible et de géométrie de train. En effet, initialement, les trains arrière des véhicules thermiques à traction ne sont pas prévus pour recevoir un groupe motopropulseur thermique ou électrique. Or, lorsque le groupe motopropulseur électrique est disposé dans le bloc arrière d’un véhicule, l’espace disponible y est extrêmement contraint, car situé typiquement entre un réservoir et un silencieux d’échappement du véhicule.
Aussi, au vu des contraintes d’encombrement, l’assemblage d’un groupe motopropulseur (qu’il soit thermique, électrique ou hybride) dans un véhicule devient de plus en plus complexe.
De plus, lorsque le groupe motopropulseur est fixé à la caisse du véhicule via des éléments de suspension assurant un filtrage mécanique, ces derniers doivent répondre à des critères de distance relative les uns par rapport aux autres afin d’assurer un filtrage efficace. Or, la compacité des trains rend parfois difficile la possibilité de répondre aux contraintes de positionnement des éléments filtrants de suspension. Plus concrètement, pour avoir un niveau de filtrage suffisant, il est nécessaire d’avoir une certaine distance entre les éléments filtrants que l’on appelle entraxe de reprise de couple. Ceci permet de garantir que la précharge appliquée aux éléments filtrants, lorsque le couple moteur est appliqué, ne soit pas trop importante, permettant ainsi de garantir une raideur suffisamment faible pour effectuer le bon filtrage.
Or, cette exigence de distance relative entre les éléments filtrants impose parfois un positionnement dans le train avant ou arrière du véhicule qui rend difficile le montage et le démontage du groupe motopropulseur. Typiquement, il est maintenant fréquent que le moteur ou la machine électrique doive être monté(e) dans le train via une cinématique complexe d’approche, et que ce soit le train complet (couplé préalablement au groupe motopropulseur) qui soit fixé dans le véhicule.
Ce scénario, lié au faible volume disponible, complexifie donc énormément le montage et surtout la maintenance du groupe motopropulseur puisque, désormais, il faut démonter le ou les trains du véhicule pour pouvoir accéder au groupe motopropulseur, qui pourra alors lui-même être désassemblé du train. Ces opérations engendrent aussi un coût plus élevé qu’un montage simple.
Le but principal de l’invention est de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un châssis pour véhicule, notamment automobile, configuré pour supporter un groupe motopropulseur et permettant un montage et démontage simple et rapide de ce groupe, notamment dans un espace contraint au sein du véhicule, tout en garantissant l’atteinte de la distance minimale nécessaire entre des éléments de suspension du groupe motopropulseur, assurant ainsi un entraxe de reprise de couple suffisant.
Un deuxième but de l’invention est de fournir un tel châssis compatible avec tout type de groupe motopropulseur (thermique, électrique, hybride, ou autre).
Pour ce faire, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un châssis pour véhicule, notamment automobile, le châssis comportant deux éléments de suspension d’un groupe motopropulseur de traction du véhicule, le châssis comportant en outre une pièce de support du groupe motopropulseur, ladite pièce de support étant configurée pour permettre la fixation à la pièce de support d’un organe de couplage prévu sur un flanc du groupe motopropulseur, ladite pièce de support étant adaptée pour être fixée à une partie du véhicule de manière à fixer le châssis au véhicule, dans lequel chaque élément de suspension est un élément filtrant mécanique, et est intégré dans ladite pièce de support.
Grâce à la présence d’une telle pièce de support, qui intègre les deux éléments filtrants mécaniques et est configurée pour se fixer d’une part à un organe de couplage prévu sur un flanc du groupe motopropulseur et d’autre part à une partie du véhicule, le montage et le démontage du groupe motopropulseur sont simplifiés et facilités, tant en termes de pièces à démonter ou à détacher qu’en termes de cinématique. En effet, le montage et le démontage peuvent être effectués facilement par translation verticale, soit par montée verticale du groupe motopropulseur vers le châssis, du bas vers le haut du véhicule, soit par descente verticale du châssis vers le groupe motopropulseur, du haut vers le bas du véhicule. La liaison du groupe motopropulseur aux éléments filtrants se fait alors directement via la fixation entre l’organe de couplage et la pièce de support, sans nécessiter de supports intermédiaires ou de traverses encombrant(e)s. Ceci est particulièrement avantageux en termes de temps, d’ergonomie de montage, ainsi qu’en termes de maintenance du groupe motopropulseur (et donc de coûts associés qui sont substantiellement réduits). En outre, une telle pièce de support ainsi configurée permet de garantir l’atteinte de la distance minimale nécessaire entre les éléments filtrants, assurant ainsi un entraxe de reprise de couple suffisant.
Selon une caractéristique technique particulière de l’invention, la pièce de support s’étend longitudinalement et présente deux extrémités, chaque élément de suspension étant intégré dans la pièce de support au niveau d’une de ses extrémités, la pièce de support étant destinée à être fixée à un élément du véhicule, tel qu’un train avant ou arrière, au niveau des éléments de suspension.
Avantageusement, le châssis forme un cadre qui définit un volume intérieur de réception du groupe motopropulseur, ledit volume intérieur de réception présentant une forme sensiblement parallélépipédique, de préférence une forme de parallélépipède rectangle, la pièce de support s’étendant le long d’une grande diagonale interne du parallélépipède. Ceci permet de garantir un entraxe de reprise de couple suffisant lorsque l’espace disponible dans le véhicule pour recevoir le groupe motopropulseur est particulièrement contraint, tout en permettant un montage et démontage aisé de ce dernier par translation verticale.
L’invention se rapporte également à un véhicule, notamment automobile, comprenant un châssis tel que décrit ci-dessus.
De préférence, le châssis forme un cadre disposé suivant un plan horizontal, sensiblement parallèle à un plancher du véhicule. Ceci permet de réduire l’encombrement du châssis.
Avantageusement, le véhicule comporte en outre un groupe motopropulseur pour la traction dudit véhicule, ledit groupe motopropulseur comportant sur un de ses flancs un organe de couplage fixé à la pièce de support.
Selon une caractéristique technique particulière de l’invention, le véhicule comporte en outre un élément de train avant ou arrière, la pièce de support étant fixée audit élément de train avant ou arrière au niveau des éléments de suspension.
L’invention se rapporte également à un procédé de montage d’un groupe motopropulseur sur un châssis d’un véhicule, notamment automobile, le groupe motopropulseur comportant sur un de ses flancs un organe de couplage, le procédé comprenant les étapes consistant à :
- fournir un châssis tel que décrit ci-dessus ;
- fixer la pièce de support à une partie du véhicule ;
- insérer le groupe motopropulseur à l’intérieur du châssis ; et
- fixer l’organe de couplage du groupe motopropulseur à la pièce de support.
Selon une caractéristique technique particulière de l’invention, le véhicule comporte en outre un élément de train avant ou arrière, et, lors de l’étape de fixation de la pièce de support au véhicule, la pièce de support est fixée audit élément de train avant ou arrière au niveau des éléments de suspension.
Avantageusement, l’étape d’insertion du groupe motopropulseur à l’intérieur du châssis est effectuée par translation verticale, soit par montée verticale du groupe motopropulseur vers le châssis, du bas vers le haut du véhicule, soit par descente verticale du châssis vers le groupe motopropulseur, du haut vers le bas du véhicule. Un tel mode d’insertion, dénommé coiffage, permet de faciliter l’assemblage du groupe motopropulseur sur le châssis.
On décrira ci-après, à titre d’exemples non limitatifs, des formes d’exécution de la présente invention, en référence aux figures annexées sur lesquelles :
Les figures 1 à 5 représentent un châssis 2 d’un véhicule automobile, supportant un groupe motopropulseur 4 de traction du véhicule. Le véhicule automobile n’est pas représenté sur les figures pour des raisons de clarté. Dans l’exemple de réalisation particulier illustré sur les figures 1 à 5, le châssis 2 est disposé dans la partie arrière du véhicule. Sur ces cinq figures, une flèche F1 indique le côté arrière du véhicule. En variante non représentée, le châssis 2 est disposé dans la partie avant du véhicule. Le châssis 2 est par exemple disposé dans la partie arrière de la caisse du véhicule, entre un élément de contrainte avant 3A, typiquement un réservoir, et un élément de contrainte arrière 3B, typiquement un élément d’échappement. Les éléments de contrainte avant et arrière 3A, 3B constituent des contraintes géométriques liées à la définition du véhicule, typiquement à sa longueur.
Le groupe motopropulseur 4 peut être un groupe motopropulseur thermique, électrique, hybride, ou tout autre type de groupe motopropulseur. Le groupe motopropulseur 4 comprend par exemple un moteur thermique et/ou une machine électrique 5 relié(e) à une transmission disposant de sorties liées à des arbres de roues non représentés, permettant d’entraîner les roues motrices d’un essieu du véhicule (non représenté). Le groupe motopropulseur 4 comporte également, sur une face latérale d’un de ses flancs 7, un organe de couplage mécanique 8. L’organe de couplage mécanique 8 est par exemple constitué d’un bossage apte à recevoir une vis.
Le châssis 2 comporte, pour le fixer au véhicule, deux éléments de suspension 6A, 6B. Les éléments de suspension 6A, 6B sont configurés pour supporter le groupe motopropulseur 4 et permettent d’assurer un filtrage mécanique, un tel filtrage ayant par exemple pour fonction principale de transmettre, entre le châssis 2 et le véhicule, un couple de réaction s’opposant au couple moteur que le groupe motopropulseur 4 applique sur les roues motrices.
Le châssis 2 comporte également une pièce 10 de support du groupe motopropulseur 4. Les deux éléments de suspension 6A, 6B sont intégrés dans la pièce de support 10. De préférence, la pièce de support 10 est une pièce allongée dans sa dimension principale selon une direction longitudinale D1 et présente deux extrémités. Chaque élément de suspension 6A, 6B est intégré dans la pièce de support 10 au niveau d’une de ses extrémités. La pièce de support 10 est fixée à une partie du véhicule, typiquement à un élément d’un train arrière 9 dans le mode de réalisation particulier illustré sur les figures 2 et 4. La fixation est de préférence réalisée au niveau des éléments de suspension 6A, 6B, et est par exemple effectuée par vissage, via des vis de fixation 11 qui traversent les éléments de suspension 6A, 6B.
En variante non représentée, la caisse du véhicule comprend typiquement deux longerons latéraux et un berceau avant ou arrière. Les longerons latéraux sont disposés longitudinalement de chaque côté du groupe motopropulseur 4. Le berceau est disposé sous le groupe motopropulseur 4. La pièce de support 10 est fixée à un des longerons latéraux ou au berceau, par exemple par vissage au niveau des éléments de suspension 6A, 6B.
La pièce de support 10 est fixée à l’organe de couplage 8 du groupe motopropulseur 4, typiquement au niveau d’une zone intermédiaire de la pièce 10 située entre ses extrémités. La fixation de la pièce de support 10 à l’organe de couplage 8 est par exemple une fixation transversale, la direction transversale étant la direction perpendiculaire à la direction longitudinale D1 de la pièce 10 et qui s’étend dans le plan perpendiculaire au plancher du véhicule. La pièce de support 10 est typiquement fixée à l’organe de couplage 8 par vissage, par exemple via une ou plusieurs vis de fixation 12. La pièce de support 10 permet de garantir l’atteinte d’une distance minimale E1 entre les supports 6A, 6B, assurant ainsi un entraxe de reprise de couple suffisant.
Le châssis 2 forme un cadre disposé suivant un plan horizontal, sensiblement parallèle à un plancher du véhicule.
Le cadre formé par le châssis 2 définit un volume intérieur 14 de réception du groupe motopropulseur 4. Le volume intérieur 14 présente une forme sensiblement parallélépipédique, de préférence une forme de parallélépipède rectangle comme illustré sur les figures 1 à 4. Les deux éléments de suspension 6A, 6B qui sont intégrés dans la pièce de support 10 sont disposés sur des sommets du parallélépipède qui sont opposés selon une grande diagonale interne du parallélépipède. La pièce de support 10 s’étend le long de cette grande diagonale interne du parallélépipède.
Le procédé de montage du groupe motopropulseur 4 sur le châssis 2 va maintenant être décrit en référence aux figures 1 à 5. Le châssis 2 se présente avec la pièce de support 10 intégrant les deux éléments de suspension 6A, 6B.
Au cours d’une première étape, la pièce de support 10 est fixée à une partie du véhicule, par exemple à un élément d’un train arrière 9 dans le mode de réalisation particulier illustré sur les figures 2 et 4. La fixation est de préférence réalisée au niveau des éléments de suspension 6A, 6B, et est par exemple effectuée par vissage, via des vis de fixation 11 qui traversent les éléments de suspension 6A, 6B.
Au cours d’une étape suivante illustrée sur les figures 1 et 2, on insère le groupe motopropulseur 4 à l’intérieur du châssis 2. De préférence, cette étape d’insertion est un coiffage effectué par translation verticale, typiquement par montée verticale du groupe motopropulseur 4 vers le châssis 2 du bas vers le haut du véhicule, dans le sens de la flèche F2 illustrée sur les figures 1 et 2. En variante non représentée, l’étape d’insertion est effectuée par descente verticale du châssis 2 vers le groupe motopropulseur 4, du haut vers le bas du véhicule.
Au cours d’une étape finale illustrée sur les figures 3 à 5, l’organe de couplage 8 du groupe motopropulseur 4 est fixé à la pièce de support 10 du châssis 2, de préférence par vissage. Une ou plusieurs vis 12 permettent par exemple de fixer l’organe de couplage 8 à la pièce de support 10, selon la direction transversale.
Claims (10)
- Châssis (2) pour véhicule, notamment automobile, le châssis (2) comportant deux éléments (6A, 6B) de suspension d’un groupe motopropulseur (4) de traction du véhicule, le châssis (2) comportant en outre une pièce (10) de support du groupe motopropulseur (4), ladite pièce de support (10) étant configurée pour permettre la fixation à la pièce de support (10) d’un organe de couplage (8) prévu sur un flanc (7) du groupe motopropulseur (4), ladite pièce de support (10) étant adaptée pour être fixée à une partie (9) du véhicule de manière à fixer le châssis (2) au véhicule, caractérisé en ce que chaque élément de suspension (6A, 6B) est un élément filtrant mécanique, et est intégré dans ladite pièce de support (10).
- Châssis (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de support (10) s’étend longitudinalement et présente deux extrémités, chaque élément de suspension (6A, 6B) étant intégré dans la pièce de support (10) au niveau d’une de ses extrémités, la pièce de support (10) étant destinée à être fixée à un élément (9) du véhicule, tel qu’un élément de train avant ou arrière, au niveau des éléments de suspension (6A, 6B).
- Châssis (2) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le châssis (2) forme un cadre qui définit un volume intérieur (14) de réception du groupe motopropulseur (4), ledit volume intérieur de réception (14) présentant une forme sensiblement parallélépipédique, de préférence une forme de parallélépipède rectangle, la pièce de support (10) s’étendant le long d’une grande diagonale interne du parallélépipède.
- Véhicule, notamment automobile, caractérisé en ce qu’il comporte un châssis (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3.
- Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que le châssis (2) forme un cadre disposé suivant un plan horizontal, sensiblement parallèle à un plancher du véhicule.
- Véhicule selon la revendication 4 ou 5, comportant en outre un groupe motopropulseur (4) pour la traction dudit véhicule, caractérisé en ce que ledit groupe motopropulseur (4) comporte sur un de ses flancs (7) un organe de couplage (8) fixé à la pièce de support (10).
- Véhicule selon la revendication 6, comportant en outre un élément de train avant ou arrière (9), caractérisé en ce que la pièce de support (10) est fixée audit élément de train avant ou arrière (9) au niveau des éléments de suspension (6A, 6B).
- Procédé de montage d’un groupe motopropulseur (4) sur un châssis (2) d’un véhicule, notamment automobile, le groupe motopropulseur (4) comportant sur un de ses flancs (7) un organe de couplage (8), le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes consistant à :
- fournir un châssis (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 ;
- fixer la pièce de support (10) à une partie (9) du véhicule ;
- insérer le groupe motopropulseur (4) à l’intérieur du châssis (2) ; et
- fixer l’organe de couplage (8) du groupe motopropulseur (4) à la pièce de support (10).
- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le véhicule comporte en outre un élément de train avant ou arrière (9), et en ce que, lors de l’étape de fixation de la pièce de support (10) au véhicule, la pièce de support (10) est fixée audit élément de train avant ou arrière (9) au niveau des éléments de suspension (6A, 6B).
- Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que l’étape d’insertion du groupe motopropulseur (4) à l’intérieur du châssis (2) est effectuée par translation verticale, soit par montée verticale du groupe motopropulseur (4) vers le châssis (2), du bas vers le haut du véhicule, soit par descente verticale du châssis (2) vers le groupe motopropulseur (4), du haut vers le bas du véhicule.
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