FR2764546A1 - SUSPENSION FOR VEHICLE MAINLY WITH FOUR WHEELS, WITH ELASTIC STRUCTURES PREFERABLY MADE OF COMPOSITE MATERIAL INTEGRATING GUIDANCE AND DIFFERENTIATED STRAIGHTNESSES - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne les suspensions pour véhicule, principalement - mais pas exclusivement - à quatre roues.The present invention relates to suspensions for vehicles, mainly - but not exclusively - with four wheels.
La technologie connue utilise des moyens distincts pour assurer les fonctions de guidage et de raideur: elle emploie d'une part des pièces dont la fonction est de guider chaque roue dans son mouvement relatif par rapport à la partie suspendue du véhicule (triangles, bras tirés...) et d'autre part des éléments déformables constituant les ressorts (ressorts hélicoïdaux, barres de torsion...) dont la fonction est de stocker et de restituer l'énergie.Known technology uses separate means to provide the guiding and stiffness functions: it employs parts, the function of which is to guide each wheel in its relative movement relative to the suspended part of the vehicle (triangles, arms pulled ...) and on the other hand deformable elements constituting the springs (helical springs, torsion bars ...) whose function is to store and restore energy.
Cette technologie a pour inconvénient un nombre important de composants, ce qui implique notamment un coût de montage élevé.This technology has the disadvantage of a large number of components, which in particular implies a high mounting cost.
Obtenir un bon niveau de confort pour les occupants d'un véhicule nécessite une raideur vue à la roue plus élevée au mouvement de roulis qu'au mouvement de pompage, afin d'obtenir un angle de roulis minimal pour une accélération transversale donnée, alors que la raideur de pompage est liée à la fréquence propre de la marche chez l'homme.Obtaining a good level of comfort for the occupants of a vehicle requires a stiffness seen at the wheel which is higher at the roll movement than at the pumping movement, in order to obtain a minimum roll angle for a given transverse acceleration, whereas pumping stiffness is linked to the natural frequency of walking in humans.
La solution traditionnelle consiste à adjoindre une barre anti-roulis par essieu.The traditional solution is to add an anti-roll bar per axle.
Outre le fait que le nombre de composants se trouve augmenté, il en résulte une raideur additionnelle à la roue lorsqu'elle est sollicitée seule pour franchir un obstacle isolé.In addition to the fact that the number of components is increased, this results in additional stiffness to the wheel when it is stressed alone to overcome an isolated obstacle.
Ainsi, les efforts transmis à la structure du véhicule se trouvent augmentés d'autant et, par voie de conséquence, la variation d'accélération à laquelle sont soumis les occupants est plus importante, ce qui nuit au confort.Thus, the forces transmitted to the structure of the vehicle are increased by the same amount and, consequently, the variation in acceleration to which the occupants are subjected is greater, which affects comfort.
D'autre part, cette raideur additionnelle disparait au mouvement de tangage pour lequel elle serait très appréciée afin de limiter l'angle correspondant au freinage, pour une décélération donnée.On the other hand, this additional stiffness disappears with the pitching movement for which it would be much appreciated in order to limit the angle corresponding to braking, for a given deceleration.
Celle solution connue n'est donc pas satisfaisante. This known solution is therefore not satisfactory.
Obtenir un bon niveau de confort pour les occupants d'un véhicule nécessite notamment une raideur variable : faible au voisinage de la position d'équilibre statique et élevée en s'en éloignant, que ce soit en compression ou en détente.Obtaining a good level of comfort for the occupants of a vehicle notably requires variable stiffness: low in the vicinity of the static equilibrium position and high by moving away from it, whether in compression or in rebound.
Ainsi, une petite variation de position de la roue autour de la position d'équilibre statique induit une variation d'accélération minime pour les occupants du véhicule, au bénéfice du confort.Thus, a small variation in the position of the wheel around the static equilibrium position induces a variation in minimal acceleration for the occupants of the vehicle, for the benefit of comfort.
En revanche, un obstacle important demande une raideur élevée afin que les efforts résultants modifient suffisamment la trajectoire du véhicule, créant ainsi les conditions d'un franchissement satisfaisant.On the other hand, a significant obstacle requires a high stiffness so that the resulting forces sufficiently modify the trajectory of the vehicle, thus creating the conditions for satisfactory crossing.
Un moyen connu consiste à inclure dans le dispositif une butée de détente et une butée de compression par roue, ce qui augmente encore le nombre de composants. One known means consists in including in the device a relaxation stop and a compression stop per wheel, which further increases the number of components.
Le brevet Bertin FR 2563301 a proposé un dispositif insensible au mouvement de roulis, composé d'une lame élastique transversale comprise entre deux parties d'extrémité rigides.Bertin patent FR 2563301 proposed a device insensitive to rolling motion, composed of a transverse elastic blade between two rigid end parts.
Cependant, un tel effet induit aussi, à la roue sollicitée seule, une raideur double de sa raideur au mouvement de pompage, ce qui accroît l'intensité du "coup de raquette" si défavorable au confort.However, such an effect also induces, at the wheel solicited alone, a stiffness twice its stiffness at the pumping movement, which increases the intensity of the "racket stroke" so unfavorable to comfort.
Pour limiter cet effet pervers, une voie consiste à réduire la raideur du dispositif au pompage et à compenser l'importante déflexion statique résultante par une précontrainte de la lame.One way to limit this perverse effect is to reduce the stiffness of the device when pumping and to compensate for the large resulting static deflection by prestressing the blade.
Pour ne pas avoir à installer cette précontrainte sur la chaine de fabrication du véhicule, ce qui augmente le temps de montage, le brevet Bertin FR 2 600 016 installe la lame précontrainte dans une structure porteuse ensuite assemblée au véhicule.In order not to have to install this prestress on the vehicle production line, which increases the assembly time, the Bertin patent FR 2,600,016 installs the prestressed blade in a support structure then assembled to the vehicle.
Cependant, une telle solution présente l'inconvénient d'un grand nombre de composants.However, such a solution has the drawback of a large number of components.
Sur la base d'une lame à extrémités rigidifiées, le brevet Bertin FR 2 624 446 réduit le nombre de composants et gomme l'effet pervers précité par une loi de raideur progressive.On the basis of a blade with stiffened ends, the Bertin patent FR 2 624 446 reduces the number of components and erases the perverse effect mentioned above by a law of progressive stiffness.
Cependant, cette solution nécessite - en contrepartie - un délicat emboitement à chaque extrémité de la lame.However, this solution requires - in return - a delicate interlocking at each end of the blade.
Par ailleurs, au delà de ces questions, toute solution à lame transversale présente l'inconvénient majeur de géner rimplantation du bloc moteur entre les roues de l'essieu qu'elle sert.Furthermore, beyond these questions, any solution with a transverse blade has the major drawback of generating the implantation of the engine block between the wheels of the axle that it serves.
Une telle architecture nécessite alors:
-soit de positionner le bloc moteur en porte à faux, ce qui a pour conséquence
d'augmenter le moment d'inertie de tangage au détriment du confort.Such an architecture then requires:
-or to position the engine block overhanging, which has the consequence
increase the moment of inertia of pitching at the expense of comfort.
-soit de reculer le bloc moteur vers l'habitacle. Alors, d'une part de l'espace dévolu
aux occupants du véhicule est réduit et d'autre part, lors d'un choc frontal (le plus
probable), le moteur entre plus tardivement en contact avec l'obstacle ce qui
augmente l'énergie cinétique à éliminer et élève ainsi la décélération subie par les
occupants du véhicule. Cette option est défavorable à la sécurité passive.-or back the engine block to the passenger compartment. So, on the one hand, the space allocated
vehicle occupants is reduced and on the other hand, during a frontal impact (the most
likely), the engine later comes into contact with the obstacle which
increases the kinetic energy to be eliminated and thus increases the deceleration undergone by the
vehicle occupants. This option is unfavorable to passive safety.
Les architectures des suspension traditionnelles, au cours des mouvements relatifs des roues par rapport au véhicule, produisent des efforts au niveau du bloc avant et du bloc arrière qui demandent une rigidité structurelle élevée en torsion et en flexion.The architectures of traditional suspensions, during the relative movements of the wheels with respect to the vehicle, produce forces at the level of the front block and the rear block which require a high structural rigidity in torsion and in bending.
Il en résulte une limitation des possibilités de simplification de ces parties du véhicule.This results in a limitation of the possibilities of simplification of these parts of the vehicle.
Cet inconvénient est préjudiciable au comportement routier comme à la sécurité passive, compte tenu de la masse en jeu.This drawback is detrimental to road behavior as well as to passive safety, given the mass involved.
Sans cette limitation, le bloc avant et le bloc arrière pourraient être constitués de matériaux connus, légers et déformables, dont le seule vocation serait d'absorber l'énergie du choc. Without this limitation, the front unit and the rear unit could be made of known, light and deformable materials, the sole purpose of which would be to absorb the energy of the impact.
Le brevet Renaut FR 2 640 205 propose une suspension isostatique telle que les charges au sol sont indépendantes du gauchissement du quadrilatère d'appui, dans le but de limiter les contraintes de torsion et de flexion auxquelles est soumise la structure du véhicule.The Renaut patent FR 2 640 205 proposes an isostatic suspension such that the ground loads are independent of the warping of the support quadrilateral, in order to limit the torsional and bending stresses to which the vehicle structure is subjected.
Cependant, outre le fait que les ressorts à lame transversaux sur l'axe des essieux gènent l'implantation du moteur, cette solution demande nombre de composants et de liaisons.However, in addition to the fact that the transverse leaf springs on the axis of the axles impede the installation of the engine, this solution requires a number of components and connections.
Par ailleurs, il résulte de l'énoncé même de la proposition que la trajectoire du véhicule n'est pas modifiée par un tel mouvement relatif des roues par rapport à la partie suspendue du véhicule. Ainsi, un tel déplacement relatif peut aisément atteindre la valeur maximale permise par la géométrie de la suspension et, en conséquence, engendrer un choc.Furthermore, it follows from the very statement of the proposal that the trajectory of the vehicle is not modified by such a relative movement of the wheels with respect to the suspended part of the vehicle. Thus, such a relative displacement can easily reach the maximum value permitted by the geometry of the suspension and, consequently, generate a shock.
Un tel choc est, d'une part, préjudiciable au confort et d'autre part inflige une sévère contrainte à la strucure du véhicule, contrairement au but visé.Such a shock is, on the one hand, detrimental to comfort and on the other hand inflicts a severe constraint on the structure of the vehicle, contrary to the intended aim.
Il faudrait corriger cela en ajoutant des raideurs complémentaires, ce qui augmente encore le nombre de composants tout en réduisant l'intérêt de la proposition.This should be corrected by adding additional stiffnesses, which further increases the number of components while reducing the value of the proposal.
Enfin, il est nécessaire qu'une suspension dispose d'une flexiblité longitudinale pour borner le niveau extrême des efforts résultants du franchissement d'un obstacle très sévère (comme un trottoir) à une vitesse donnée.Finally, it is necessary for a suspension to have longitudinal flexibility to limit the extreme level of the forces resulting from the crossing of a very severe obstacle (such as a sidewalk) at a given speed.
Les pivots et supports élastiques traditionnellement utilisés ne peuvent conférer - dans le cadre des architectures connues - qu'une flexibilité limitée par la nécessité de conserver une géométrie acceptable.The pivots and elastic supports traditionally used can confer - in the context of known architectures - only flexibility limited by the need to maintain an acceptable geometry.
On connait la structure de suspension Popinet décrite dans le document FR 2 552 718, reliant les quatre roues du véhicule au moyen d'un cadre flexible composé de deux lames transversales et deux lames longitudinales, efficace notamment de ce point de vue.We know the Popinet suspension structure described in document FR 2 552 718, connecting the four wheels of the vehicle by means of a flexible frame composed of two transverse blades and two longitudinal blades, effective in particular from this point of view.
En revanche, une telle architecture présente l'inconvénient de ne pas permettre l'implantation du moteur entre les roues d'un essieu et de ne pas disposer d'une raideur suffisante en roulis.On the other hand, such an architecture has the disadvantage of not allowing the implantation of the engine between the wheels of an axle and of not having sufficient stiffness in roll.
La présente invention se propose donc de réaliser une suspension à structure élastique symétrique par rapport à un plan vertical contenant l'axe longitudinal du véhicule:
-intégrant les fonctions raideur et guidage, la flexibilité étant principalement verticale
progressive et secondairement horizontale
-permettant l'implantation du bloc moteur entre les roues d'un essieu
-déchargeant le bloc avant et le bloc arrière des efforts induits
-pour laquelle la raideur vue à la roue aux mouvements de roulis et de tangage est
très supérieure à la raideur de pompage
-pour laquelle la raideur vue à une roue sollicitée seule est comparable à sa raideur
au mouvement de pompage, elle même comparable à sa raideur au gauchissement
du polygone d'appui au sol du véhicule (pour les véhicules à quatres roues et plus)
La structure de suspension selon l'invention est constituée de trois bras flexibles au moins, liés entre eux en une extrémité où ils se confondent, la surface projetée verticalement de ladite structure étant inscrite à l'intérieur du polygone formé par ses extrémités libres, chacune reliée à un support de roue.The present invention therefore proposes to produce a suspension with an elastic structure symmetrical with respect to a vertical plane containing the longitudinal axis of the vehicle:
-integrating the stiffness and guidance functions, the flexibility being mainly vertical
progressive and secondarily horizontal
-allowing the installation of the engine block between the wheels of an axle
-loading the front block and the rear block of the induced forces
-for which the stiffness seen at the wheel with rolling and pitching movements is
much greater than the pumping stiffness
-for which the stiffness seen on a stressed wheel alone is comparable to its stiffness
to the pumping movement, itself comparable to its stiffness to warping
the vehicle's ground support polygon (for vehicles with four wheels or more)
The suspension structure according to the invention consists of at least three flexible arms, linked together at one end where they merge, the vertically projected surface of said structure being inscribed inside the polygon formed by its free ends, each connected to a wheel support.
Chaque bras de la structure de suspension déformable selon l'invention est lié à l'habitacle du véhicule par un appui linéaire normal au bras en ce point.Each arm of the deformable suspension structure according to the invention is linked to the passenger compartment of the vehicle by a linear support normal to the arm at this point.
Suivant les modes de réalisation, chaque bras peut notamment prendre - dans le plan horizontal - une forme de croissant, de triangle ou de deux triangles à bases accolées, la largeur de la section courante étant multiple - non nécessairement constant - de l'épaisseur, son profil dans un plan vertical pouvant présenter un ou plusieurs rayon de courbure, le vecteur normal à la courbure étant orienté vers le sol.According to the embodiments, each arm can in particular take - in the horizontal plane - a form of crescent, triangle or two triangles with contiguous bases, the width of the current section being multiple - not necessarily constant - of the thickness, its profile in a vertical plane which may have one or more radius of curvature, the vector normal to the curvature being oriented towards the ground.
Une ou plusieurs raideurs complémentaires, réalisées par des moyens connus, peuvent être installées entre la partie suspendue du véhicule et la structure de suspension, une au moins actionnant la structure de suspension par sa matière centrale limitée par ses appuis linéaires de liaison au véhicule.One or more additional stiffnesses, produced by known means, can be installed between the suspended part of the vehicle and the suspension structure, at least one actuating the suspension structure by its central material limited by its linear supports for connection to the vehicle.
Une seconde structure de suspension, définie par les mêmes caractéristiques, peut lui est superposée.A second suspension structure, defined by the same characteristics, can be superposed on it.
Dans les formes de réalisation préférées, le matériau est composite, constitué de fibres (verre, carbone...), orientées suivant deux directions différentes au moins, noyées dans une résine synthétique (époxy...).In the preferred embodiments, the material is composite, consisting of fibers (glass, carbon, etc.), oriented in at least two different directions, embedded in a synthetic resin (epoxy, etc.).
Des caractéristiques de l'invention sont précisées en regard des figures 1 à 12 pour des réalisations concernant des véhicules à quatre roues:
-la figure 1 est une vue en coupe longitudinale suivant B2-B2' d'une structure de
suspension conforme à l'invention et des roues d'un véhicule représentés sur sa
silhouette et la figure 2 est une vue de dessus en coupe suivant A1-A1'.Characteristics of the invention are specified with reference to FIGS. 1 to 12 for embodiments relating to four-wheeled vehicles:
FIG. 1 is a view in longitudinal section along B2-B2 ′ of a structure of
suspension according to the invention and the wheels of a vehicle shown on its
silhouette and Figure 2 is a top view in section along A1-A1 '.
-la figure 3 est une vue de face d'une structure de suspension conforme à
l'invention pour laquelle une roue franchi un obstacle, et la figure 4 est une vue de
dessus de cette situation.FIG. 3 is a front view of a suspension structure in accordance with
the invention for which a wheel passes an obstacle, and FIG. 4 is a view of
above this situation.
-la figure 5 est une vue en coupe longitudinale suivant B6-B6' d'une structure de
suspension déformable conforme à l'invention pour laquelle une roue franchi un
trottoir à une vitesse donnée, et la figure 6 est une vue de dessus de cette situation.FIG. 5 is a view in longitudinal section along B6-B6 'of a structure of
deformable suspension according to the invention for which a wheel has crossed a
sidewalk at a given speed, and Figure 6 is a top view of this situation.
-la figure 7 est une vue de dessus d'une autre réalisation
-la figure 8 est une vue en coupe longitudinale suivant B9-B9' et la figure 9 une vue
de dessus en coupe suivant A8-A8' d'une structure de suspension conforme à
l'invention représentée sur la silhouette d'un véhicule, les structures constituantes
étant représentées en vue de dessus par les figures 10 et 11, la figure 12
représentant une vue de détail en coupe longitudinale. FIG. 7 is a top view of another embodiment
FIG. 8 is a view in longitudinal section along B9-B9 'and FIG. 9 is a view
from above in section along A8-A8 'of a suspension structure conforming to
the invention represented on the silhouette of a vehicle, the constituent structures
being shown in top view by Figures 10 and 11, Figure 12
representing a detail view in longitudinal section.
La figure 1 représente une structure de suspension (1) conforme à l'invention composée de quatre bras présentant une courbure continue dans le plan vertical de telle manière que le vecteur normal à la courbure soit constamment orienté vers le sol.Figure 1 shows a suspension structure (1) according to the invention composed of four arms having a continuous curvature in the vertical plane so that the vector normal to the curvature is constantly oriented towards the ground.
Elle met bien en évidence la liaison élastique établie par la structure de suspension (1) entre les roues avant (2) et arrière (2') et la partie suspendue du véhicule (3). Chaque roue (2) ou (2') est reliée à la structure de suspension (1) par des moyens connus non représentés.It clearly shows the elastic connection established by the suspension structure (1) between the front (2) and rear (2 ') wheels and the suspended part of the vehicle (3). Each wheel (2) or (2 ') is connected to the suspension structure (1) by known means, not shown.
La figure 2 montre - dans le plan horizontal - une forme de réalisation de ladite structure de suspension (1): chaque bras est en forme de croissant, disposé de telle manière que l'extrémité à relier au support de roue présente un angle aussi faible que souhaité avec l'axe de roue, sa section courante - non représentée - étant ovoïde, la largeur étant multiple de l'épaisseur.Figure 2 shows - in the horizontal plane - an embodiment of said suspension structure (1): each arm is crescent-shaped, arranged in such a way that the end to be connected to the wheel support has such a small angle as desired with the wheel axle, its current section - not shown - being ovoid, the width being a multiple of the thickness.
Cette réalisation de l'invention comporte des éléments connus représentés à l'avant sur la figure 1 et non représentés à l'arrière.This embodiment of the invention comprises known elements shown at the front in FIG. 1 and not shown at the back.
On remarque bien que la structure de suspension (i) ne transmet pas d'effort au bloc avant (3'), ni au bloc arrière (3") auxquels elle n'est pas liée, contrairement à l'élément connu représenté qui est attaché au bloc avant.Note that the suspension structure (i) does not transmit any force to the front unit (3 '), or to the rear unit (3 ") to which it is not linked, unlike the known element shown which is attached to the front unit.
Les figures 3 et 4 montrent comment le franchissement d'un obstacle se traduit par un déplacement vertical Dz par rapport à un repère attaché à la partie suspendue du véhicule, la structure de suspension (1) opposant à ce mouvement un effort Fz dans la même direction, dans le rapport de la flexibilité verticale souhaitée.Figures 3 and 4 show how the crossing of an obstacle results in a vertical displacement Dz relative to a reference mark attached to the suspended part of the vehicle, the suspension structure (1) opposing this movement a force Fz in the same direction, in the ratio of the desired vertical flexibility.
En revanche, les déplacements dans le plan horizontal Dx et Dy - infiniments petits - liés aux efforts correspondants dans les directions Dx et Dy, respectivement Fx et Fy, traduisent une très faible flexibilité horizontale.On the other hand, the displacements in the horizontal plane Dx and Dy - infinitely small - related to the corresponding forces in the directions Dx and Dy, respectively Fx and Fy, translate a very weak horizontal flexibility.
On mesure bien que la flexibilité verticale permet à la structure de suspension d'assurer la fonction de ressort en même temps que sa très faible flexibilité dans le plan horizontal lui permet d'assurer la fonction de guidage.It is well measured that the vertical flexibility allows the suspension structure to perform the spring function at the same time as its very low flexibility in the horizontal plane allows it to provide the guiding function.
Les figure 5 et 6 montrent comment un déplacement Dxy dans le plan horizontal traduisant la flexibilité dans ce plan - borne l'effort extrêmement intense Fxy auquel est soumise la structure de suspension (I) suivant la direction de Dxy.FIGS. 5 and 6 show how a displacement Dxy in the horizontal plane translating the flexibility in this plane - limits the extremely intense force Fxy to which the suspension structure (I) is subjected in the direction of Dxy.
La structure de suspension guide chaque roue dans son déplacement vertical par rapport à la partie suspendue du véhicule et constitue un ressort pour ce mouvement, la flexibilité dans le plan horizontal, considérablement plus faible, n'induisant un déplacement significatif que pour borner l'effort extrèmement intense résultant du franchissement d'un obstacle sévère - comme un trottoir - à une vitesse donnée (cf fig. 1 à 6). The suspension structure guides each wheel in its vertical displacement relative to the suspended part of the vehicle and constitutes a spring for this movement, the flexibility in the horizontal plane, considerably weaker, inducing a significant displacement only to limit the effort extremely intense resulting from the crossing of a severe obstacle - like a sidewalk - at a given speed (cf fig. 1 to 6).
La figure 7 montre - dans le plan horizontal - une autre structure de suspension (1) conforme à l'invention : chaque bras prend la forme d'un triangle se confondant avec les autres en sa base, la matière où les bras se confondent comporte deux évidements semielliptiques centrés sur l'axe longitudinal, I'un à la jonction des bras avant, L'autre à la jonction des bras arrières. Dans d'autres modes de réalisation, les bras d'une même structure peuvent prendre des fonnes radicalement différentes (respectant la symétie).Figure 7 shows - in the horizontal plane - another suspension structure (1) according to the invention: each arm takes the form of a triangle merging with the others at its base, the material where the arms merge comprises two semielliptical recesses centered on the longitudinal axis, one at the junction of the front arms, the other at the junction of the rear arms. In other embodiments, the arms of the same structure can take radically different forms (respecting symmetry).
Une autre réalisation de l'invention est détaillée en regard des figures 8 à 12.Another embodiment of the invention is detailed with reference to Figures 8 to 12.
Les figures 8 et 9 montrent deux structures de suspension similaires : I'une inférieure (1) et l'autre supérieure (1') également représentées sur les figures 10 et 11.Figures 8 and 9 show two similar suspension structures: one lower (1) and the other upper (1 ') also shown in Figures 10 and 11.
La figure 10 montre une réalisation de la structure (1) conforme à l'invention: Chaque bras prend la forme d'un double triangle à bases identiques accolées, la section courante non représentée - est ovoïde, la largeur étant multiple de l'épaisseur.Figure 10 shows an embodiment of the structure (1) according to the invention: Each arm takes the form of a double triangle with identical bases joined, the current section not shown - is ovoid, the width being a multiple of the thickness .
Chaque bras de la structure de suspension inférieure (1) est relié - en sesdites bases accolées et au moyen d'un appui linéaire - à un berceau (5), lui même fixé par l'intermédiaire de quatre supports élastiques anti-vibratoires (4) à l'habitacle (3) du véhicule.Each arm of the lower suspension structure (1) is connected - in its adjoining bases and by means of a linear support - to a cradle (5), itself fixed by means of four elastic anti-vibration supports (4 ) to the passenger compartment (3) of the vehicle.
La figure 10 montre - pour chaque bras de la structure (1) - I'implantation du couple de supports élastiques anti-vibratoires (6) assurant l'appui linéaire permettant notamment une rotation du bras autour de sa normale, axe principal de flexion à un effort vertical.FIG. 10 shows - for each arm of the structure (1) - the location of the couple of elastic anti-vibration supports (6) ensuring the linear support allowing in particular a rotation of the arm around its normal, main axis of bending at a vertical effort.
De même, chaque couple de supports élastiques anti-vibratoires (6') - bien visibles sur la figure 9 - réalise l'appui linéaire permettant notamment une rotation du bras correspondant de la structure (1') autour de son axe principal de flexion à un effort vertical.Likewise, each pair of elastic anti-vibration supports (6 ′) - clearly visible in FIG. 9 - achieves the linear support allowing in particular a rotation of the corresponding arm of the structure (1 ′) around its main axis of bending at a vertical effort.
Les figures 9 et 12 montrent une réalisation particulière des raideurs additionnelles concernant les structures (1) et (1') au moyen de butées élastiques.Figures 9 and 12 show a particular embodiment of the additional stiffnesses concerning the structures (1) and (1 ') by means of elastic stops.
L'implantation des butées de compression (7') et de détente (7) est conforme à l'invention car elles actionnent la structure élastique par sa matière centrale laquelle est limitée par ses quatre appuis linéaires de liaison à la partie suspendue du véhicule (ici via le berceau (5)).The implantation of the compression (7 ') and rebound (7) stops conforms to the invention because they actuate the elastic structure by its central material which is limited by its four linear supports for connection to the suspended part of the vehicle ( here via the cradle (5)).
D'autres raideurs pourraient être installées entre la partie suspendue du véhicule et la structure de suspension, dans d'autres modes de réalisation.Other stiffnesses could be installed between the suspended part of the vehicle and the suspension structure, in other embodiments.
Le montage particulier comporte ici un tirant (9) - monté sur deux supports élastiques (8) d'articulation sphérique - qui maintient les structures (1) et (1') à une distance constante de telle sorte que la butée (7) constitue une butée de détente pour les deux structures (1) et (1'), de même que la butée de compression (7') joue ce rôle pour (1) et (1').The particular assembly here comprises a tie rod (9) - mounted on two elastic supports (8) of spherical articulation - which maintains the structures (1) and (1 ') at a constant distance so that the stop (7) constitutes a relaxation stop for the two structures (1) and (1 '), just as the compression stop (7') plays this role for (1) and (1 ').
Dans le fonctionnement de l'invention (cf. fig. 8 à 12), chaque roue du véhicule est entièrement guidée dans son déplacement relatif par rapport à la partie suspendue du véhicule par un couple de bras du couple de structures de suspension (1) - (1').In the operation of the invention (cf. FIGS. 8 to 12), each wheel of the vehicle is entirely guided in its relative displacement relative to the suspended part of the vehicle by a couple of arms of the couple of suspension structures (1) - (1 ').
Le bloc avant du véhicule et le bloc arrière se trouvent déchargés de tout effort induit. The front unit of the vehicle and the rear unit are relieved of any induced effort.
Pour chaque structure (1) ou (1'), des quatre liaisons appui linéaire, il résulte que, pour tout mouvement relatif des roues par rapport à la partie suspendue du véhicule, la matière de la partie centrale de la structure de suspension comprise entre ses quatre appuis se trouve soumise à déformation.For each structure (1) or (1 '), of the four linear support links, it follows that, for any relative movement of the wheels relative to the suspended part of the vehicle, the material of the central part of the suspension structure between its four supports is subject to deformation.
La sollicitation de ladite partie centrale de la structure de suspension est différente suivant le mouvement relatif des roues par rapport à la partie suspendue du véhicule et notamment différente suivant que le véhicule est en mouvement de pompage, de roulis, de tangage, franchi un obstacle isolé qui n'affecte qu'une des roues, ou subit le gauchissement du quadrilatère d'appui au sol.The stress on said central part of the suspension structure is different depending on the relative movement of the wheels with respect to the suspended part of the vehicle and in particular different depending on whether the vehicle is in pumping, rolling, pitching movement, over an isolated obstacle which affects only one of the wheels, or undergoes warping of the ground support quadrilateral.
En effet, au mouvement de roulis la matière de ladite partie centrale de la structure de suspension se trouve soumise à des déformations antagonistes qui augmentent la raideur vue à la roue par rapport à la raideur vue à la roue au mouvement de pompage pour lequel ces mêmes déformations sont synergiques.Indeed, during the rolling movement, the material of said central part of the suspension structure is subjected to antagonistic deformations which increase the stiffness seen at the wheel with respect to the stiffness seen at the wheel during the pumping movement for which these same deformations are synergistic.
De même la raideur vue à la roue au roulis est supérieure à sa raideur au gauchissement du quadrilatère d'appui dont les effets présentent une synergie.Similarly, the stiffness seen at the rolling wheel is greater than its stiffness at warping of the support quadrilateral, the effects of which exhibit synergy.
Pour les mêmes raisons, la raideur vue à la roue au mouvement de tangage est supérieure à sa raideur au mouvement de pompage et à sa raideur au gauchissement.For the same reasons, the stiffness seen at the wheel at the pitching movement is greater than its stiffness at the pumping movement and its stiffness at warping.
Dans le cadre de l'invention, les butées de détente et de compression, outre leur fonction d'induire une progressivité dans la raideur, surtout si elles sont elles-mêmes progressives comme dans cette réalisation, jouent un roule particulier - ci-après exposé - du fait qu'elles actionnent la matière centrale de la structure de suspension limitée par ses appuis linéaires.In the context of the invention, the expansion and compression stops, in addition to their function of inducing a progressiveness in the stiffness, especially if they are themselves progressive as in this embodiment, play a particular roll - hereinafter exposed - the fact that they actuate the central material of the suspension structure limited by its linear supports.
Le dimensionnement de chaque structure élastique et le positionnement de ses appuis permettent de régler les raideurs de roulis et de tangage à des niveaux élevés très supérieurs à la raideur de pompage.The dimensioning of each elastic structure and the positioning of its supports make it possible to adjust the roll and pitch stiffnesses at high levels much higher than the pumping stiffness.
Ces conditions ont tendance à augmenter - mais dans une bien moindre mesure - la raideur vue à la roue lorsqu'elle est sollicitée seule (et aussi sa raideur au gauchissement du quadrilatère d'appui au sol) par rapport à sa raideur au mouvement de pompage.These conditions tend to increase - but to a much lesser extent - the stiffness seen at the wheel when it is stressed alone (and also its stiffness at the warping of the ground support quadrilateral) compared to its stiffness at the pumping movement. .
Cependant, d'une part la flexibilité du bras correspondant réduit l'amplitude de cet effet pervers et d'autre part, les butées permettent de le corriger.However, on the one hand the flexibility of the corresponding arm reduces the amplitude of this perverse effect and on the other hand, the stops make it possible to correct it.
Il en résulte que les raideurs vues à la roue au roulis et au tangage sont très supérieures à la raideur au pompage, et que la raideur vue à cette roue sollicitée seule est comparable à sa raideur de pompage, sa raideur au gauchissement du quadrilatère d'appui au sol étant aussi comparable à sa raideur au pompage.As a result, the stiffness seen at the wheel when rolling and pitching are much greater than the stiffness at pumping, and that the stiffness seen at this stressed wheel alone is comparable to its pumping stiffness, its stiffness to the warping of the quadrilateral. ground support also being comparable to its stiffness when pumping.
La structure de suspension est - dans une forme de réalisation préférée - en matériau composite qui permet un niveau très élevé des performances précitées. The suspension structure is - in a preferred embodiment - made of composite material which allows a very high level of the aforementioned performances.
La peau est constituée d'autant de couches que nécessaire de deux mèches roving en fil de verre, I'une décrivant une hélicoïde directe dont l'axe courant est orthogonal à la section courante du bras, L'autre décrivant la même hélicoïde mais en sens indirect.The skin is made up of as many layers as necessary of two roving wicks made of glass wire, one describing a direct helicoid whose current axis is orthogonal to the current section of the arm, the other describing the same helicoid but in indirect meaning.
Les fibres disposées suivant le procédé décrit - judicieusement paramérré - permettent d'assumer les différentes contraintes auxquelles est soumise la structure de suspension.The fibers arranged according to the method described - judiciously configured - make it possible to assume the various constraints to which the suspension structure is subjected.
Dans d'autres modes de réalisation, les fibres - constituées de fils coupés - de longueur inférieure à l'épaisseur de la peau, peuvent être orientées aléatoirement dans le liant synthétique, ce qui confère - à la matière - une quasi-isotropie.In other embodiments, the fibers - made up of cut threads - of length less than the thickness of the skin, can be randomly oriented in the synthetic binder, which gives - to the material - a quasi-isotropy.
Les paramètres dimensionnels précités permettent de régler la cinématique du mouvement relatif de chaque roue par rapport à la partie suspendue du véhicule.The aforementioned dimensional parameters make it possible to adjust the kinematics of the relative movement of each wheel with respect to the suspended part of the vehicle.
Une variante de réalisation - non représentée - est caractérisée en ce que le profil de chaque bras, sous forte charge verticale, est - dans le plan vertical - rectiligne depuis son extrémité libre jusqu'à son appui linéaire.An alternative embodiment - not shown - is characterized in that the profile of each arm, under strong vertical load, is - in the vertical plane - straight from its free end to its linear support.
En condition de forte charge verticale, il en résulte - dans la portion du bras ci-avant décrite - I'annulation de la torsion dûe à un effort horizontal appliqué à son extrémité libre.In conditions of high vertical load, this results - in the portion of the arm described above - cancellation of the torsion due to a horizontal force applied to its free end.
La section courante du bras peut être rectangulaire, la largeur étant multiple de l'épaisseur, ce multiple variable ayant une valeur maximale dans un voisinage du lieu où les bras se confondent.The current section of the arm may be rectangular, the width being a multiple of the thickness, this variable multiple having a maximum value in the vicinity of the place where the arms merge.
Dans d'autres modes de réalisation, une partie seulement des bras peut présenter cette caractéristique.In other embodiments, only part of the arms can have this characteristic.
La structure de suspension selon l'invention:
-comporte peu d'organes, ce qui réduit le coût de montage du véhicule.The suspension structure according to the invention:
- has few components, which reduces the cost of mounting the vehicle.
-permet d'implanter le moteur entre les roues d'un essieu, au bénéfice de la sécurité
passive
-décharge le bloc avant et le bloc arrière des efforts transmis par les organes de la
structure de suspens ion, ce qui permet de réduire la masse du véhicule au bénéfice
de la sécurité active et passive.-allows the engine to be installed between the wheels of an axle, for the benefit of safety
passive
-load the front unit and the rear unit of the forces transmitted by the organs of the
ion suspension structure, which reduces the mass of the vehicle to the benefit
active and passive safety.
-permet de régler la raideur vue à la roue aux mouvements de roulis et de tangage à
une valeur supérieure à la raideur de pompage, cette dernière étant comparable à la
raideur vue à cette même roue lorsqu'elle est sollicitée seule; ce qui confere à
l'invention une supériorité en matière de confort.-allows you to adjust the stiffness seen at the wheel to the rolling and pitching movements at
a value greater than the pumping stiffness, the latter being comparable to the
stiffness seen on this same wheel when it is stressed alone; which gives
the invention a superiority in terms of comfort.
-permet de régler l'influence du gauchissement du polygone d'appui (lorsqu'il
existe) sur les charges au sol, au bénéfice de la motricité sur des terrains irréguliers
L'invention est appliquable notamment aux véhicules monospaces et tous-terrains. -allows to adjust the influence of the warping of the support polygon (when
) on ground loads, for the benefit of traction on uneven terrain
The invention is applicable in particular to minivans and all-terrain vehicles.
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