FR3127795A1 - INERTIAL SUSPENSION DEVICE, AXLE SYSTEM AND VEHICLE BASED ON SUCH SYSTEM - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif de suspension inertielle hydraulique pour véhicule, le dispositif comprenant - un vérin comportant un corps (C) cylindrique et un piston (P) délimitant des chambres de vérin haute (C1) et basse (C2),- un augmentateur inertiel principal (IP) et des augmentateurs inertiels secondaires haut (IS1) et bas (IS2) en communication fluidique avec les chambres de vérin (C1, C2),- des chambres de compensation haute (S1) et basse (S2) en communication fluidique avec les augmentateurs inertiels (IP, IS1, IS2), et avec les chambres de vérin haute (C1) et basse (C2),caractérisé en ce que les augmentateurs inertiels (IP, IS1, IS2) et les chambres de compensation (S1, S2) sont agencés autour du corps (C) en au moins deux hélices concentriques. L’invention concerne également un essieu avant et un véhicule sur la base d’un tel dispositif. Fig. 1The invention relates to a hydraulic inertial suspension device for a vehicle, the device comprising - a cylinder comprising a cylindrical body (C) and a piston (P) delimiting upper (C1) and lower (C2) cylinder chambers, - an increaser main inertial (IP) and high (IS1) and low (IS2) secondary inertial augmentors in fluid communication with the actuator chambers (C1, C2), - high (S1) and low (S2) compensation chambers in fluid communication with the inertial augmentors (IP, IS1, IS2), and with the upper (C1) and lower (C2) ram chambers, characterized in that the inertial augmentors (IP, IS1, IS2) and the compensation chambers (S1, S2) are arranged around the body (C) in at least two concentric helices. The invention also relates to a front axle and a vehicle based on such a device. Fig. 1
Description
L’invention se rapporte à un dispositif de suspension inertielle à trois inerties pour véhicule automobile ainsi qu’à un système d’essieu avant comportant une telle suspension inertielle. L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant un tel dispositif de suspension inertielle.The invention relates to an inertial suspension device with three inertias for a motor vehicle as well as to a front axle system comprising such an inertial suspension. The invention also relates to a motor vehicle comprising such an inertial suspension device.
Les systèmes d’inertie sont généralement utilisés entre une caisse et des roues d’un véhicule automobile pour établir une masse apparente (ou masse dite « virtuelle ») plus importante, par exemple une masse virtuelle de 100kg, pour une masse totale d’environ 1300kg.Inertia systems are generally used between a body and the wheels of a motor vehicle to establish a larger apparent mass (or so-called "virtual" mass), for example a virtual mass of 100 kg, for a total mass of approximately 1300kg.
L’intérêt d’ajouter cette masse virtuelle est d’amortir le mode de caisse (basse fréquence à environ 1.5Hz) par augmentation de l’inertie pour améliorer le confort de caisse.The advantage of adding this virtual mass is to dampen the body mode (low frequency at around 1.5Hz) by increasing inertia to improve body comfort.
L’inconvénient de cette technologie est qu’elle nécessite des canalisations de grande longueur. Ces longues canalisations, ainsi que les canalisations flexibles de connections entre les différents composants sont difficiles à intégrer dans un véhicule automobile.The disadvantage of this technology is that it requires very long pipes. These long pipes, as well as the flexible connection pipes between the various components, are difficult to integrate into a motor vehicle.
Cette difficulté d’intégration, en particulier pour la suspension d’un essieu avant, peut rendre impossible une solution technique avec cette technologie.This difficulty of integration, in particular for the suspension of a front axle, can make a technical solution impossible with this technology.
Ainsi, le système à inertie ayant trois inerties réalisées par de longues conduites, généralement reliées au vérin par des flexibles, doit être compacté au maximum pour être intégré dans un véhicule automobile pour une solution de série.Thus, the inertia system having three inertias produced by long pipes, generally connected to the cylinder by flexible hoses, must be compacted as much as possible to be integrated into a motor vehicle for a series solution.
Le document EP2531744 propose un système à inertie composé d’un dispositif d’inertie hydraulique (également appelé « inerter ») qui utilise une colonne de fluide autour d’un corps de vérin pour réaliser une inertie apparente plus importante au niveau de la caisse.The document EP2531744 proposes an inertia system composed of a hydraulic inertia device (also called "inert") which uses a column of fluid around a cylinder body to achieve a greater apparent inertia at the level of the body.
Un objectif de la présente invention est de proposer un dispositif de suspension inertielle à trois augmentateurs inertiels, plus compact que dans l’art antérieur pour en faciliter l’intégration dans un véhicule automobile.An objective of the present invention is to propose an inertial suspension device with three inertial enhancers, more compact than in the prior art to facilitate its integration into a motor vehicle.
Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un dispositif de suspension inertielle hydraulique pour véhicule automobile, le dispositif comprenant
- un vérin comportant un corps cylindrique et un piston délimitant des chambres de vérin haute et basse,
- un augmentateur inertiel principal et des augmentateurs inertiels secondaires haut et bas en communication fluidique avec les chambres de vérin,
- des chambres de compensation haute et basse en communication fluidique avec les augmentateurs inertiels, et avec les chambres de vérin haute et basse,
caractérisé en ce que les augmentateurs inertiels et les chambres de compensation sont agencés autour du corps en au moins deux hélices concentriques.To achieve this objective, the invention proposes a hydraulic inertial suspension device for a motor vehicle, the device comprising
- a cylinder comprising a cylindrical body and a piston defining upper and lower cylinder chambers,
- a main inertial increaser and secondary up and down inertial increasers in fluid communication with the actuator chambers,
- high and low compensation chambers in fluid communication with the inertial augmentors, and with the high and low cylinder chambers,
characterized in that the inertial enhancers and the compensating chambers are arranged around the body in at least two concentric helices.
Avantageusement, l’invention permet d’utiliser les parois du vérin pour intégrer les trois conduites inertielles. Ainsi, l’ensemble de la suspension inertielle est intégré dans un composant regroupant toutes les fonctions avec les mêmes interfaces qu’un amortisseur.Advantageously, the invention makes it possible to use the walls of the cylinder to integrate the three inertial pipes. Thus, the whole of the inertial suspension is integrated in a component grouping together all the functions with the same interfaces as a shock absorber.
L’invention permet de rendre le dispositif de suspension inertielle plus compact que dans l’art antérieur. Pour cela on utilise le corps du vérin pour y intégrer les différents tuyaux et chambres de compensation.The invention makes it possible to make the inertial suspension device more compact than in the prior art. For this, the cylinder body is used to integrate the various pipes and compensation chambers.
Selon une variante, l’augmentateur inertiel principal est agencé en hélice autour du corps, l’augmentateur inertiel secondaire haut est agencé en hélice autour de l’augmentateur inertiel principal et de la chambre de vérin haute, et l’augmentateur inertiel secondaire bas est agencé en hélice autour de l’augmentateur inertiel principal et de la chambre de vérin basse, l’augmentateur inertiel secondaire bas étant aligné avec et dans le prolongement de l’augmentateur inertiel secondaire haut. Cet agencement permet de mettre en œuvre une configuration à trois augmentateurs inertiels.Alternatively, the primary inertial augmentor is helically arranged around the body, the secondary top inertial augmentor is helically arranged around the primary inertial augmentor and the upper actuator chamber, and the lower secondary inertial augmentor is arranged in a helix around the main inertial increaser and the lower cylinder chamber, the lower secondary inertial increaser being aligned with and in the extension of the upper secondary inertial increaser. This arrangement makes it possible to implement a configuration with three inertial enhancers.
Selon une variante le dispositif de suspension inertielle comprend
- un orifice haut de la chambre de vérin haute en communication fluidique avec l’augmentateur inertiel principal à une extrémité haute de la chambre de vérin haute,
- un orifice bas de la chambre de vérin basse en communication fluidique avec l’augmentateur inertiel principal à l’extrémité basse de la chambre de vérin basse.According to a variant, the inertial suspension device comprises
- a top orifice of the top jack chamber in fluid communication with the main inertial increaser at a top end of the top jack chamber,
- a bottom orifice of the bottom actuator chamber in fluid communication with the main inertial increaser at the bottom end of the bottom actuator chamber.
Cet agencement permet de faire communiquer efficacement les chambres de vérin avec l’augmentateur inertiel principal.This arrangement makes it possible to effectively communicate the actuator chambers with the main inertial augmentor.
Selon une variante, l’orifice haut débouche dans une chambre de liaison haute de forme annulaire, en communication fluidique avec l’augmentateur inertiel principal.According to a variant, the top orifice opens into an upper connecting chamber of annular shape, in fluid communication with the main inertial increaser.
Selon une variante, l’orifice bas débouche dans une chambre de liaison basse de forme annulaire, agencée autour d’une partie basse de l’augmentateur inertiel principal et en dessous de l’augmentateur inertiel secondaire bas, tout en étant en communication fluidique avec ceux-ci.According to a variant, the bottom orifice opens into a bottom connection chamber of annular shape, arranged around a bottom part of the main inertial increaser and below the bottom secondary inertial increaser, while being in fluid communication with these.
Les chambres de liaisons permettent de relier chaque augmentateur inertiel secondaire à un bout de l’augmentateur inertiel principal.The connecting chambers make it possible to connect each secondary inertial increaser to one end of the main inertial increaser.
Selon une variante le dispositif de suspension inertielle comprend des canaux d’alimentation longitudinaux entre l’augmentateur inertiel principal et l’augmentateur inertiel secondaire haut, les canaux d’alimentation mettant en communication fluidique la chambre de vérin haute et l’augmentateur inertiel principal avec l’augmentateur inertiel secondaire haut. Cet agencement permet de réaliser un écoulement dans l’augmentateur inertiel secondaire haut, du bas vers le haut, de sorte à avoir une chambre de compensation haute au-dessus de l’augmentateur inertiel secondaire haut.According to a variant, the inertial suspension device comprises longitudinal supply channels between the main inertial increaser and the upper secondary inertial increaser, the supply channels placing the upper actuator chamber and the main inertial increaser in fluid communication with the high secondary inertial augmentor. This arrangement makes it possible to achieve a flow in the high secondary inertial augmentor, from bottom to top, so as to have a high compensation chamber above the high secondary inertial augmentor.
Selon une variante, les chambres de compensations haute et basse sont disposées en position haute par rapport aux augmentateurs inertiels secondaires haut et bas respectivement. Cela permet de garantir que l’azote utilisé avec le fluide soit en partie haute par gravité.According to a variant, the high and low compensation chambers are arranged in a high position with respect to the high and low secondary inertial increasers respectively. This ensures that the nitrogen used with the fluid is in the upper part by gravity.
Selon une variante, le dispositif de suspension inertielle comporte un fluide pressurisé et de l’azote.According to a variant, the inertial suspension device comprises a pressurized fluid and nitrogen.
L’invention concerne en outre un système d’essieu avant de véhicule automobile comprenant un dispositif de suspension inertielle selon l’invention.The invention further relates to a motor vehicle front axle system comprising an inertial suspension device according to the invention.
Un autre objet de l’invention est un véhicule automobile comprenant un dispositif de suspension inertielle selon l’invention.Another object of the invention is a motor vehicle comprising an inertial suspension device according to the invention.
L’invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l’invention, dans lesquelles :
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Le principe de fonctionnement est basé sur l’architecture à inerties triples, y compris une inertie principale IP (ou augmentateur inertiel principal) et deux inerties secondaires IS1, IS2 (ou augmentateur inertiel secondaire) qui permettent un effet batteur.The operating principle is based on the architecture with triple inertias, including a main inertia IP (or main inertial increaser) and two secondary inertias IS1, IS2 (or secondary inertial increaser) which allow a drummer effect.
Le dispositif de suspension inertielle comprend un vérin sur un essieu avant de véhicule automobile. Le vérin connecte une caisse de véhicule à une roue du véhicule automobile. Le vérin comporte un corps C cylindrique et un piston P délimitant des chambres de vérin haute C1 et basse C2.The inertial suspension device comprises a jack on a motor vehicle front axle. The actuator connects a vehicle body to a wheel of the motor vehicle. The cylinder comprises a cylindrical body C and a piston P defining upper C1 and lower C2 cylinder chambers.
Le vérin déplace le fluide dans un circuit en fonction du débattement roue – caisse.The cylinder moves the fluid in a circuit according to the wheel-body travel.
Le dispositif de suspension inertielle comprend en outre l’augmentateur inertiel principal IP (ou inertie principale) réalisé par exemple à partir d’une canalisation de longueur entre 1 et 4 m d’un diamètre de 6 à 8 mm.The inertial suspension device further comprises the main inertial increaser IP (or main inertia) produced for example from a pipe of length between 1 and 4 m with a diameter of 6 to 8 mm.
Le dispositif de suspension inertielle comprend en outre les deux inerties secondaires haute IS1, basse IS2 de longueur pouvant varier par exemple aussi de 1 à 4 m pour un diamètre de 6 à 8 mm.The inertial suspension device further comprises the two secondary inertias high IS1, low IS2 of length which can also vary for example from 1 to 4 m for a diameter of 6 to 8 mm.
Le dispositif de suspension inertielle comprend en outre deux chambres de compensation S1, S2, habituellement sphérique, mais de préférence annulaires dans l’invention. Leur rôle est de compenser le volume de la tige lorsque le piston se déplace, mais aussi de réaliser deux raideurs entre lesquelles le fluide d’inertie viendra « battre ».The inertial suspension device further comprises two compensation chambers S1, S2, usually spherical, but preferably annular in the invention. Their role is to compensate for the volume of the rod when the piston moves, but also to achieve two stiffnesses between which the inertial fluid will “beat”.
Comme pour un amortisseur, la compensation est un volume qui contient le fluide et un gaz neutre, ici de l’azote. Quand le volume de fluide varie, par exemple par dilatation ou déplacement du vérin, cette variation est compensée par le volume gaz qui augmente ou diminue.As for a shock absorber, the compensation is a volume which contains the fluid and an inert gas, here nitrogen. When the volume of fluid varies, for example by expansion or movement of the actuator, this variation is compensated by the gas volume which increases or decreases.
La chambre de compensation peut être un volume libre. La séparation entre le gaz et le fluide dans le volume se fait par gravité.The clearinghouse may be a free volume. The separation between the gas and the fluid in the volume is done by gravity.
L’invention vise à rendre le dispositif de suspension inertielle plus compact que dans l’art antérieur. Pour cela on utilise le corps du vérin pour y intégrer les différents tuyaux et chambres de compensation.The invention aims to make the inertial suspension device more compact than in the prior art. For this, the cylinder body is used to integrate the various pipes and compensation chambers.
Comme on peut le voir sur les figures, l’augmentateur inertiel principal IP est agencé en hélice autour du corps C, de manière concentrique avec le corps C. Les structures en hélice sont vues par transparence dans les figures 2, 4 et 6.As can be seen in the figures, the main inertial increaser IP is arranged in a helix around the body C, concentrically with the body C. The helix structures are seen by transparency in figures 2, 4 and 6.
L’augmentateur inertiel secondaire haut IS1 est agencé en hélice autour d’une moitié haute de l’augmentateur inertiel principal et de la chambre de vérin haute C1.The secondary high inertial augmentor IS1 is helically arranged around a top half of the main inertial augmentor and the top actuator chamber C1.
Le dispositif de suspension inertielle comprend un orifice haut O1 de la chambre de vérin haute C1. L’orifice haut O1 met la chambre de vérin haute C1 en communication fluidique avec l’augmentateur inertiel principal IP à une extrémité haute de la chambre de vérin haute C1. L’orifice haut O1 débouche dans une chambre de liaison haute Cl1 de forme annulaire.The inertial suspension device comprises a top orifice O1 of the top cylinder chamber C1. The top port O1 places the top actuator chamber C1 in fluid communication with the main inertial increaser IP at a top end of the top actuator chamber C1. The upper orifice O1 opens into an upper connecting chamber Cl1 of annular shape.
Comme l’augmentateur inertiel secondaire haut IS1 est relié à la partie haute de l’augmentateur inertiel principal IP, il y a une série de canaux d’alimentation CA qui permettent au fluide d’entrer par le bas de l’augmentateur inertiel secondaire haut IS1. Dans la variante illustrée, chaque canal d’alimentation CA est agencé suivant une direction parallèle à un axe central du vérin.As the IS1 secondary high inertial augmentor is connected to the top of the IP primary inertial augmentor, there is a series of AC supply channels that allow fluid to enter through the bottom of the secondary high inertial augmentor IS1. In the variant illustrated, each AC power channel is arranged in a direction parallel to a central axis of the actuator.
Les canaux d’alimentation CA longitudinaux sont disposés autour de l’augmentateur inertiel principal IP1, entre celui-ci et l’augmentateur inertiel secondaire haut IS1. Les canaux d’alimentation CA mettent la chambre de liaison haute Cl1 en communication fluidique avec l’augmentateur inertiel secondaire haut IS1. Les canaux d’alimentation CA permettent de véhiculer le fluide dans l’augmentateur inertiel secondaire haut IS1 vers le haut, et d’avoir la chambre de compensation haute S1 au-dessus de l’augmentateur inertiel secondaire haut IS1.The longitudinal AC power channels are arranged around the main inertial increaser IP1, between it and the secondary high inertial increaser IS1. The AC power channels bring the high connecting chamber Cl1 into fluid communication with the high secondary inertial augmentor IS1. The AC supply channels allow the fluid to be conveyed in the high secondary inertial augmentor IS1 upwards, and to have the high compensation chamber S1 above the secondary high inertial augmentor IS1.
Le dispositif de suspension inertielle comprend un orifice bas O2 de la chambre de vérin basse C2 en communication fluidique avec l’augmentateur inertiel principal IP1 à l’extrémité basse de la chambre de vérin basse C2.The inertial suspension device includes a low port O2 of the low ram chamber C2 in fluid communication with the main inertial augmentor IP1 at the low end of the low ram chamber C2.
L’augmentateur inertiel secondaire bas IS2 est agencé en hélice autour d’une moitié basse de l’augmentateur inertiel principal IP et de la chambre de vérin basse C2.The secondary low inertial augmentor IS2 is helically arranged around a lower half of the primary inertial augmentor IP and the lower actuator chamber C2.
L’augmentateur inertiel secondaire bas IS2 est aligné avec l’augmentateur inertiel secondaire haut IS1, et est dans le prolongement de celui-ci.The low secondary inertial increaser IS2 is aligned with the high secondary inertial increaser IS1, and is an extension of it.
Une chambre de liaison basse Cl2 de forme annulaire est prévue autour d’une extrémité basse de l’augmentateur inertiel principal IP, en dessous de l’augmentateur inertiel secondaire bas IS2. La position basse de la chambre de liaison Cl2 permet de véhiculer le fluide dans l’augmentateur inertiel secondaire bas IS2 vers le haut et d’avoir la chambre de compensation basse S2 au-dessus de l’augmentateur inertiel secondaire bas IS2.A lower connecting chamber Cl2 of annular shape is provided around a lower end of the main inertial increaser IP, below the lower secondary inertial increaser IS2. The low position of the connecting chamber Cl2 makes it possible to convey the fluid in the low secondary inertial increaser IS2 upwards and to have the low compensation chamber S2 above the low secondary inertial increaser IS2.
Les chambres de compensations S1, S2 sont remplies partiellement d’azote et pressurisées (comme pour un amortisseur), elles se trouvent au-dessus des inerties qui leur correspondent pour garantir que l’azote soit en partie haute par gravité.The compensation chambers S1, S2 are partially filled with nitrogen and pressurized (as for a shock absorber), they are above the inertias which correspond to them to guarantee that the nitrogen is in the upper part by gravity.
L’invention porte en outre sur un système d’essieu avant de véhicule automobile comprenant un dispositif de suspension inertielle tel que décrit précédemment.The invention further relates to a motor vehicle front axle system comprising an inertial suspension device as described above.
Un autre objet de l’invention concerne un véhicule automobile comprenant un dispositif de suspension inertielle tel que décrit précédemment.Another object of the invention relates to a motor vehicle comprising an inertial suspension device as described above.
L’invention permet de réaliser une solution compacte, monobloc comme un amortisseur, ce qui représente un avantage en intégration et au montage. En outre, la solution permet d’utiliser au mieux l’inertie créée sans en subir les inconvénients d’encombrement notamment.
The invention makes it possible to produce a compact, one-piece solution like a shock absorber, which represents an advantage in terms of integration and assembly. In addition, the solution makes it possible to make best use of the inertia created without suffering the disadvantages of bulk in particular.
Claims (10)
- un vérin comportant un corps (C) cylindrique et un piston (P) délimitant des chambres de vérin haute (C1) et basse (C2),
- un augmentateur inertiel principal (IP) et des augmentateurs inertiels secondaires haut (IS1) et bas (IS2) en communication fluidique avec les chambres de vérin (C1, C2),
- des chambres de compensation haute (S1) et basse (S2) en communication fluidique avec les augmentateurs inertiels (IP, IS1, IS2), et avec les chambres de vérin haute (C1) et basse (C2),
caractérisé en ce que les augmentateurs inertiels (IP, IS1, IS2) et les chambres de compensation (S1, S2) sont agencés autour du corps (C) en au moins deux hélices concentriques.Hydraulic inertial suspension device for a motor vehicle, the device comprising
- a cylinder comprising a cylindrical body (C) and a piston (P) defining upper (C1) and lower (C2) cylinder chambers,
- a main inertial increaser (IP) and secondary inertial increasers high (IS1) and low (IS2) in fluidic communication with the actuator chambers (C1, C2),
- high (S1) and low (S2) compensation chambers in fluid communication with the inertial augmentors (IP, IS1, IS2), and with the high (C1) and low (C2) actuator chambers,
characterized in that the inertial enhancers (IP, IS1, IS2) and the compensating chambers (S1, S2) are arranged around the body (C) in at least two concentric helices.
- un orifice haut (O1) de la chambre de vérin haute (C1) en communication fluidique avec l’augmentateur inertiel principal (IP) à une extrémité haute de la chambre de vérin haute (C1),
- un orifice bas (O2) de la chambre de vérin basse (C2) en communication fluidique avec l’augmentateur inertiel principal (IP) à l’extrémité basse de la chambre de vérin basse (C2).Inertial suspension device according to any one of Claims 1 to 2, characterized in that it comprises
- a top orifice (O1) of the top jack chamber (C1) in fluid communication with the main inertial increaser (IP) at a top end of the top jack chamber (C1),
- a bottom orifice (O2) of the lower cylinder chamber (C2) in fluid communication with the main inertial increaser (IP) at the lower end of the lower cylinder chamber (C2).
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| WO2023057696A1 (en) | 2023-04-13 |
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