Brevet FR2472985A1 — publié le 19810710

La présente invention se rapporte généralement à un véhicule automobile et plus particulièrement à un agence- ment pour monter le moteur sur son chAssis afin de réduire la résonance induite par les vibrations du moteur dans l'habitacle. Dans un agencement connu, une tige d'amortissement est ajoutée à l'agencement normal de montage du moteur pour augmenter la raideur de ce montage dans un effort pour réduire les vibrations transmises à la carrosserie du véhicule par le moteur, ces vibrations ayant tendance à induire un bruit et/ou une résonance génantsdans l'habita- cle du véhicule pendant des conditions de fonctionnement à vitesse moyenne du moteur qui sont fréquemment utilisées. Cependant, cet agencement n'est pas efficace parce que, pour éviter à la tige d'amortissement de résonner en elle- même pendant un fonctionnement à vitesse moyenne, il est nécessaire de choisir les caractéristiques de vibration afin que la fréquence de résonance soit supérieure à la fréquence maximum des vibrations émises par le moteur pendant un fonctionnement à vitesse moyenne, ce qui, à son tour, conduit au phénomène que les forces de vibra- tion transmises à la carrosserie par les montages normaux du moteur et par la tige d'amortissement se renforcent mutuellement pour augmenter en réalité le bruit et/ou la résonance dans l'habitacle du véhicule. En conséquence, il est nécessaire d'augmenter la masse et la dimension des organes en élastomère utilisés dans les montages du moteur, ce qui à son tour rend plus difficile sa disposi- tion dans un compartiment moteur encombrées cela augmente le poids total du véhicule. Par ailleurs, cette mesure s'est révélée n'être que partiellement efficace. La présente invention concerne une tige d'amortisse- ment ayant des caractéristiques de vibration telles que sa fréquence de résonance soit légèrement inférieure à la fréquence des vibrations du moteur qui provoque la résonance ou les vibrations dans l'habitacle du véhicule et qui produit ainsi un effet d'amortissement dynamique. Ce phénomène d'effet d'amortissement dynamique est produit par le changement de phase des vibrations transmises par la tige d'amortissement selon l'invention à ou autour de sa fréquence de résonance, tandis que pendant un fonction- nement du moteur qui produit des vibrations à basse fréquence (comme un ballottement), la tige d'amortissement sert à augmenter la rigidité de l'agencement de montage du moteur dans son ensembleet lors de l'approche et/ou du dépassement de la fréquence à laquelle la tige d'amortisse- ment résonne, elle sert à réduire la rigidité de l'agence- ment de montage du moteur dans son ensemble et à induire les conditions appropriées pour empêcher la transmission des vibrations à plusl1aute fréquence qui produisent le bruit. Plus particulièrement, le changement de la phase des vibrations transmises par la tige d'amortissement à ou autour de sa fréquence de résonance force les vibrations transmises par le montage du moteur en lui-même et les vibrations transmises par la tige d'amortissement à interférer et à s'annuler juste avant la fréquence à laquelle l'habitacle du véhicule sera soumis à un bruit de résonance, on obtient ainsi un amortissement très amélioré des vibrations du moteur dans toute la gamme des vitesses faibles et moyennes du véhicule, ce qui améliore notable- ment l'environnement à l'intérieur de l'habitacle. L'invention sera mieux comprise et d'autresbuts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparal- tront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exem- ple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique montrant un moteur monté sur un véhicule par un organe de montage en élastomère, lequel agencement est pourvu d'une tige d'amortissement selon un premier mode de réalisation de l'invention; - les figures 2a, 2b, 2c et 2d sont des graphiques montrant respectivement, en termesde modules d'élasticité, de phase et de fréquence des vibrations, (a) les caracté- ristiques d'élasticité de la tige d'amortissement (fréquence en abscisse, module d'élasticité en ordonnée), (b) le changement de phase des vibrations transmises par la tige d'amortissement à ou autour de sa fréquence de résonance (fréquence en abscisse, phase en ordonnée), (c) les caractéristiques d'élasticité de pattesen métal faisant partie du montage du moteur (fréquence en abscisse, module d'élasticité en ordonnée) et (d) le résultat de l'utilisation de la tige d'amortissement selon l'invention (fréquence en abscisse et module d'élasticité en ordonnée) (c'est-à-dire l'effet combiné des caractéristiques des figures 2a-2c); - les figures 3 et 4 sont des vues respectives en élévation avant et latérale montrant un second mode de réalisation de la présente invention; - les figures 5 et 6 sont des vues respectives agrandies en élévation avant et latérale de la tige d'amortissement selon le second mode de réalisation de la présente invention; - la figure 7 est une vue en coupe faite suivant la ligne A-A de la figure 5; et - la figure 8 est un schéma montrant un certain nombre de dispositions possibles de la tige d'amortisse- ment selon l'invention. En se référant maintenant aux dessins et plus particulièrement à la figure 1, un moteur 10 est illustré comme étant monté sur la carrosserie ou le châssis 12 du véhicule par des montages 14. Les montages 14 (seuls deux sont illustrés) comprennent des isolants en élastomère 16 qui sont interposés entre des pattes 18 solidement fixées au moteur lui-même et des pattes 20 solidement fixées au châssis ou à la carrrosserie 12 du véhicule. Une tige d'amortissement 22 est agencée pour interconnecter l'une des pattes 18 avec l'une des pattes correspondantes 20. La tige d'amortissement comprend une tige rigide 24 pourvue de logements cylindriques 26 à chaque extrémité, d'isolants en élastomère 28 disposés dans les organes cylindriques 26 et de tubes 30 disposés à travers les isolants concentriquement aux organes cylindriques. Des boulons 32 sont disposés à travers les tubes 30 afin de relier une extrémité de la tige 22 à la patte 18 et l'autre extrémité à la patte 20. Cependant, afin que la tige d'amortissement selon l'invention puisse produire l'effet d'amortissement dyna- mique souhaité, il est nécessaire de choisir avecsoin les modules d'élasticité des isolants en élastomère 28 et la masse de la tige 24 et des organes cylindriques 26 par rapport à la fréquence de vibration du moteur. Quand un moteur vibre à une fréquence de 0 à environ Hz (gamme des basses fréquences), il n'en résulte qu'un ballottement du véhicule. Cependant, après avoir dépassé une fréquence donnée et être entrées dans la gamme des hautes fréquences (environ 90 à 200 Hz), les vibrations émises par le moteur induisent une résonance dans l'habi- tacle du véhicule et en conséquence produisent un bruit gênant. Ainsi, il est souhaitable, selon l'invention, de choisir la masse suspendue de la tige d'amortissement (c'est-à-dire la tige 24 et les organes cylindriques 26) entre 300 et 1200 g et les modules d'élasticité des isolateurs en élastomère 28 entre 5 kg/mm et 30 kg/mm, afin que la tige ait une fréquence de résonance comprise entre 90 et 140 Hz. Pour mieux comprendre la présente invention, on pense qu'il est avantageux de considérer maintenant les figures 2a à 2d. La figure 2a montre, en terme de module d'élasti- cité ou constante sur l'axe des ordonnées et de fréquence du moteur sur l'axe des abscisses, les caractéristiques d'élasticité dé la tige d'amortissement selon la présente invention. Comme on peut le voir, le module d'élasticité de la tige d'amortissement est maximum à la fréquence de résonance (fc) de la tige et ensuite diminue à environ 0. On notera également que tandis que la fréquence s'approche de celle à laquelle la tige d'amortissement résonne, le module d'élasticité relativement est corntat à une valeur donnée. La figure 2b montre le changement de phase des vibrations transmises par la tige d'amortissement tandis que la fréquence s'approche et passe par la valeur à laquelle la tige résonne. Comme on peut le voir, cette phase subit un changement de 1800 et reste essentiellement constante après le changement. La figure 2c montre les caractéristiques d'élasticité des montages principaux 14 du moteur. Cependant, dans ce cas, pour la facilité de l'analyse et de l'explication, l'effet des isolateurs en élastomère 16 est omis,ainsi le module d'élasticité des montages est, comme illustré, constant et indépendant de la fréquence des vibrations ainsi transmises. La figure 2d montre l'effet composé de la combinaison des montages principaux 14 du moteur et de la tige d'amortissement 22 selon l1invention. Par ce graphique, on peut noter que tandis que la fréquence augmente vers la fréquence de résonance de la tige d'amortissement, les effets des montages principaux 14 et de la tige d'amortissement 22 se combinent pour augmenter la dureté ou le module d'élasticité de la suspension ou du système de montage du moteur dans l'ensemble, ainsi le système peut résister fortement au ballottement pouvant se produire dans la gamme des basses fréquences, Cependant, du fait du changement de phase illustré sur la figure 2b, les vibrations transmises par les montages principaux et celles transmises par la tige d'amortissement s'annulent, ainsi, tandis que la fréquence des vibrations du moteur s'approche de la valeur à laquelle la tige d'amortisse- ment résonne, le système de suspension dans son ensemble devient subitement"rmou"l, présentant un très faible module d'élasticité et il prend une condition adaptée pour amortir les vibrations dans la gamme de haute fréquence qui autre- ment, induirait une résonance produisant du bruit dans l'habitacle du véhicule. Ensuite, le module d'élasticité du système augmente graduellement. Cependant, comme le montre la zone hachurée de la figure 2d, le système de suspension dans son ensemble reste mou jusqu'à la fin de la gamme deshautesfréquences (c'est-à-dire 90 à 200 Hz) et le début de la gamme des très hautes fréquences très peu fréquemment rencontrées (c'est-à-dire 200 à environ 500 Hz). Par conséquent, avec l'agencement selon l'invention, il est possible de "durcir" le système de montage ou de suspension du moteur aux faibles fréquences de vibrations du moteur afin d'empêcher le ballottement du véhicule et tandis que les vibrations du moteur s'approchent de la fréquence à laquelle peuvent se produire du son et une résonance particulière dans l'habitacle du véhicule, la suspension peut être automatiquement "amollie" pour amortir efficacement les vibrations produisant du son ou du bruit. Les figures 3 à 6 montrent un second mode de réalisation de la présente invention. Dans cet agencement, la tige est rendue réglable en longueur pour faciliter son adaptation à des véhicules différents ou à des positions différentes de montage dans le même véhicule. Des exemples des diverses positions selon lesquelles la tige d'amortissement peut être montée sont représentés sur la figure 8. En se référant de nouveau aux figures 3 à 6, la tige s'étendant entre et interconnectant les organes cylin- driques 26 est divisée en organes mâle et femelle 34 et 36 interconnectésce façon télescopique. Chacun des organes mâle et femelle 34 et 36 comporte une fente allongée 38 à travers laquelle est disposé un boulon 40. Avec cet agencement, pendant le montage de la tige d'amortissement sur le véhicule, un écrou 42 peut être desserré pour permettre aux organes 34 et 36 de se déplacer l'un par rapport à l'autre et une fois placésà la position appropriée, il peut être ressené pour définir une interconnexion rigide entre les organes cylindriques 26. Ainsi, en résumé, là présente invention concerne une tige d'amortissement qui, pour la facilité de la compréhension, a la forme d'un corps interconnecté de façon suspendue entre le moteur et le chàssis du véhicule, et qui est construit de façon que le module d'élasticité des ressorts et la masse du corps soient choisis pour que juste avant la transmission de vibrations du moteur au chàssis du véhicule pouvant produire une résonance dans l'habitacle du véhicule, la phase des vibrations transmises par les ressort et la masse subisse un change- ment de 1800 pour, au lieu de renforcer la dureté des montages du moteur vis-à-vis du ballottement,s'en soustraire pour amollir la suspension du moteur au point o les vibrations produisant du bruit peuvent être efficacement amorties. Par conséquent, dans toute la gamme très fréquemment utilisée des faibles et moyennes vitesses du moteur, la production de son dans la cabine du véhicule peut être fortement supprimée. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. R E V E N D I C A T I 0 N S ___________________________ 1. Système de suspension pour monter un moteur sur un châssis, caractérisé en ce qu'il comprend: un montage du moteur (14) ayant un organe isolant (16) en élastomère interposé entre ledit moteur (10) et ledit chàssis (12); et un moyen définissant un mécanisme dynamique d'amortis- sement qui relie ledit moteur (10) et ledit châssis (12) pour coopération avec ledit montage (14) afin que, quand ledit moteur vibre à une fréquence inférieure à une fréquence prédéterminée de vibrations du moteur, le module d'élasticité effectif dudit organe d'isolement en élastomère et dudit mécanisme dynamique d'amortissement (22) augmente et lorsque la fréquence des vibrations du moteur s'approche et/ou dépasse ladite fréquence prédéterminée, le module effectif d'élasticité dudit organe d'isolement en élastomère et dudit mécanisme dynamique d'amortissement diminue. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme dynamique d'amortissement précité est une tige d'amortissement (22) ayant un corps suspendu à une extrémité au moteur précité par un premier isolant en élastomère (28) et, à son autre extrémité, au châssis précité par un second isolant en élastomère (28), ledit corps et lesdits premier et second isolants en élastomère ayant une masse et des modules d'élasticité respectivement, forçant ladite tige d'amortissement (22) à avoir une fréquence de résonance légèrement inférieure à la fréquence prédéterminée précitée du moteur. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tige d'amortissement précitée comprend: 0 - une tige rigide (24) interconnectant deux organes cylindriques (26) dans lesquels sont disposés les premier et second isolants en élastomère (28); et un moyen (30) disposé à travers chacun desdits premier et second isolants en élastomère (28) pour relier ledits premier et second isolants au moteur précité et au châssis précité. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tige rigide précitée comprend des premier et second organes interconnectés de façon télescopique (34, 36) qui peuvent être reliés de façon amovible. 5. Procédé de suspension d'un moteur sur un châssis, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: monter ledit moteur (10) audit châssis (12) en utilisant au moins un montage (14) o un organe isolant en élastomère (16) est interposé entre ledit moteur (10) et ledit châssis (12); interconnecter ledit moteur et ledit châssis au moyen d'un mécanisme d'amortissement dynamique; utiliser ledit mécanisme d'amortissement dynamique pour augmenter le module effectif d'élasticité dudit organe d'isolement en élastomère et dudit mécanisme d'amortissement dynamique quand ledit moteur vibre à une fréquence inférieure à une fréquence prédéterminée de vibrations; et utiliser ledit mécanisme dynamique d'amortissement pour réduire le module effectif d'élasticité dudit organe d'isolement en élastomère et dudit mécanisme dynamique d'amortissement lorsque la fréquence des vibra- tions du moteur s'approche et/ou dépasse ladite fréquence prédéterminée de vibrationsdu moteur. 6. Procédé selon la revendication 5, du type o le mécanisme d'amortissement dynamique précité a la forme d'une tige d'amortissement ayant un corps relié de façon suspendue à une extrémité par un premier isolant en élasto- mère et par son autre extrémité au châssis précité par un second isolant en élastomère, caractérisé en ce qu'il comprend de plus les étapes de choisir la masse dudit corps et lesdits modules d'élasticité desdits premier et second isolants en élastomère afin que ladite tige ait une fréquence de résonance légèrement inférieure à la fréquence prédéterminée précitée du moteur.