Brevet FR2504227A1 — publié le 19821022

La présente invention se rapporte à un dispositif de montage d'un moteur, rempli de fluide, par lequel une unité motrice est montée sur un corps de support, et elle se rapporte plus particulièrement au dispositif de montage d'un-moteurrempli de fluide ayant la fonction d'amortisseur dynamique. On sait bien qu'un dispositif de montage d'un moteurrempli de fluide est utilisé entre le côté moteur d'une automobile et le côté châssis de la carrosserie du véhicule pour amortir les vibrations provoquées par les bonds et rebonds de la carrosserie du véhicule Le disposi- tif de montage du moteur rempli de fluide est en général configuré de façon qu'un bloc creux en caoutchouc soit interposé en toute sécurité entre des organes formant plaques de base supérieur et inférieur, qui sont connectés du côté moteur et du côté châssis de la carrosserie, res- pectivement Le creux du bloc en caoutchouc sert de chambre de fluide qui est remplie d'un fluide, et la chambre de fluide est en communication, par un orifice d'un organe formant plaque de séparation, avec une chambre auxiliaire. L'écoulement du fluide a lieu entre les chambres de fluide et auxiliaire en réponse aux vibrations,appliquées au dispositif de montage du moteur, afin d'absorber ainsi les vibrations d'entrée en vertu de l'écoulement restreint du fluide à travers l'orifice de l'organe formant plaque de séparation. En plus du dispositif de montage du moteur, un amortisseur dynamique est installé entre le côté moteur et le côté carrosserie du véhicule afin d'amortir les vibra- tions fines à haute fréquence qui sont transmises du moteur à la carrosserie du véhicule, lesquelles vibrations provo- quent un bruit retentissant dans le compartiment passagers. L'amortisseur dynamique est agencé de façon à produire des vibrations par résonance dans le cas des vibrations fines à haute fréquence ci-dessus mentionnées. Cependant, comme l'amortisseur dynamique est installé séparément et indépendamment du dispositif de 2504 227 montage du moteur, il leur faut un espace relativement important dans un compartiment moteur relativement étroit. En outre, l'utilisation Cb deux m ises en oeuvre pour l'amortis- sement des vibrations est désavantageuse du point de vue allègement du poids et prix de production. Selon l'invention, un dispositif de montage d'un moteur comprend des premier et second organes formant plaques de base, qui sont espacés l'un de l'autre et connectés du côté unité motrice et du côté carrosserie du véhicule, respectivement Un bloc élastique est interposé entre les premier et second organes formant plaques de base et il présente une cavité Un organe formant plaque de séparation est connecté à l'un des premier et second organes formant plaques de base et il présente un orifice. Une chambre de fluide est définie entre l'organe formant plaque de séparation et la surface de paroi de la cavité du bloc élastique Un organe formant membrane est connecté à l'un des premier et second organes formant plaques de base et définit une chambre auxiliaire entre lui et l'organe formant plaque de séparation La chambre auxiliaire est en communication avec la chambre de fluide à travers tout l'orifice de l'organe formant plaque de séparation. Au moins une partie des chambres de fluide et auxiliaire est remplie d'un fluide De plus, une bague rigide est disposée à la section intermédiaire du bloc élastique dans la direction dans laquelle le bloc élastique se dilate et se contracte Le bloc élastique et l'anneau ou bague rigide servent d'amortisseur dynamique pour amortir les vibrations à des fréquences prédéterminéessur ses propres vibrations. Le dispositif de montage du moteur ainsi agencé a la fonction d'un amortisseur dynamique et par conséquent il devient inutile d'installer l'amortisseur dynamique séparément et indépendamment du dispositif de montage du moteur, ce qui offre des avantages du point de vue espace requis dans le compartiment moteur, allègement du poids et prix de production. 2504 227 L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention-et dans lesquels la figure 1 A est une vue en coupe verticale d'un dispositif conventionnel de montage d'un moteur; la figure 1 B est une vue en coupe verticale d'un amortisseur dynamique conventionnel utilisé séparément mais en combinaison avec le dispositif de montage d'un moteur de la figure 1 A; et la figure 2 est une vue en coupe verticale d'un mode de réalisation préféré d'un dispositif de montage d'un moteur rempli de fluide selon l'invention. Pour faciliter la compréhension de la présente invention, on se référera rapidement à un dispositif conventionnel de montage d'un moteur rempli defluide, représenté sur la figure 1 A Le dispositif conventionnel de montage d'un moteur comprend des organes formant plaques de base supérieur et inférieur 1,2, qui sont connectés à un côté unité motrice et à un côté châssis du véhicule, respectivement Un bloc en caoutchouc 4 est disposé solide- ment entre les organes formant plaques de base supérieur et inférieur 1, 2 et il présente une cavité 3 Un organe 6 formant plaque de séparation ayant un orifice 5, est connecté solidement, en sa section périphérique, à l'organe formant plaque de base supérieur 1 De plus, un organe formant membrane 7 est disposé sur l'organe formant plaque de séparation 6 et ilest solidement connecté, en sa section périphérique, à la section périphérique de l'organe formant plaque de séparation 6 sous l'action d'une plaque de pression 8 En conséquence, une chambre de fluide 9 est définie en dessousde l'organe formant plaque de séparation 6, et une chambre auxiliaire 10 est définie entre l'organe formant plaque de séparation 6 et l'organe 2504 227 formant membrane 7 La chambre de fluide 9 et la chambre auxiliaire 10 sont en communication l'une avec l'autre par l'orifice 5 et elles sont remplies d'un fluide Le repère 11 désigne une bague ou anneau de restriction pour empêcher le bloc en caoutchouc 4 de gonfler vers l'extérieur pour atteindre un changement volumique dans la chambre de fluide 9 pendant la dilatation et la contraction du bloc en caoutchouc 4 De plus, un boulon 12 fixé à l'organe formant plaque de base inférieur 2 est prévu pour fixer cet organe 2 sur le châssis d'un véhicule ou analogue. Avec cet agencement, quand le bloc en caoutchouc 4 se dilate et se contracte du fait des vibrations d'entrée, le changement de volume dans la chambre de fluide 9 provoque un mouvement du fluide entre la chambre 9 et la chambre auxiliaire 10 par l'orifice 5, produisant ainsi une résis- tance à l'écoulement pendant le passage du fluide à travers l'orifice 5 Cette résistance à l'écoulement amortit les vibrations d'entrée, supprimant ainsi les vibrations du véhicule. La figure 1 B montre un amortisseur appelé dyna- mique qui est disposé séparément et indépendamment du dispositif de montage du moteur ci-dessus décrit L'amor- tisseur dynamique comprend des plaques de base supérieure et inférieure 13, 14, qui sont connectées au côté unité motrice et au côté châssis du véhicule, respectivement. Deso aoutchaucsélastiques supérieur et inférieur 15, 16 sont fixés aux plaques de base supérieure et inférieure 13, 14, respectivement De plus, une masse en métal ou organe formant poids 17 est supporté solidement pour être interposé entre les extrémités opposées des caoutchoucs supérieur et inférieur 15, 16 Le repère 18 désigne un boulon pour connecter la plaque supérieure de base 13 au côté unité motrice et le repère 19 désigne un boulon pour connecter la plaque de base inférieure 14 au côté carros- serie du véhicule. En outre, dans l'amortisseur dynamique ainsi agencé, la fréquence naturelle (f') d'un système constitué 2504 227 des caoutchoucs élastiques 15, 16 et de l'organe 17 formant masse en métal est établie à une valeur exprimée par l'équation qui suit ft = 1 - 2 er P k' o "k "' est la constante d'élasticité des caoutchoucs élastiques 15, 16; et "W"' est le poids de l'organe formant masse en métal 17 Avec la fréquence naturelle ainsi établie du système constitué par les organes élas- tiques 15, 16 et l'organe formant masse en métal 17, les vibrations par résonance de l'organe formant masse en métal 17 ont lieu à une gamme des vibrations fines à haute fréquence o est produit le bruit retentissant, o la différence de phase entre les vibrations de l'organe formant masse en métal 17 et de l'organe formant plaque de base 13 côté unité motrice se trouve de 1800 En vertu de cette différence de phase, le côté carrosserie du véhicule reçoit des vibrations dont la phase est inverse par rapport à celle des vibrations du dispositif de montage du moteur ci- dessus décrit et représenté sur la figure 1 A En conséquence, les vibrations appliquées par le dispositif de montage du moteur au côté carrosserie du véhicule peuvent être annulées par les vibrations appliquées par l'amortisseur dynamique, amortissant ainsi les vibrations fines à haute fréquence du côté unité motrice, qui sont transmises au côté carrosserie du véhicule. Cependant, l'amortisseur dynamique est disposé séparément et indépendamment du dispositif de montage du moteur, et par conséquent l'espace souhaité pour eux devient inévitablement important dans un compartiment moteur du véhicule Cela restreint le choix de l'emplace- ment approprié pour eux, car il est nécessaire d'empêcher leur interférence avec d'autres pièces dans le compartiment moteur Par ailleurs, le poids de l'amortisseur dynamique lui-même et des pattes d'installation s'ajoute au véhicule, en plus du poids du dispositif de montage du moteur Cela 2504 227 est désavantageux du point de vue allègement du poids et prix de production Par ailleurs, il est difficile que le bloc 4 en caoutchouc du dispositif de montage du moteur et les caoutchoucs élastiques de l'amortisseur dynamique 15 et 16 aient des caractéristiques uniformes Par suite, il est difficile d'adapter leurs caractéristiques les unes aux autres pour obtenir un effet souhaité d'amortissement des vibrations. Etant donné la description ci-dessus de la combinaison du dispositif de montage d'un moteur, rempli de fluide>conventionnel et d'un amortisseur dynamique conven- tionnel, on se référera maintenant à la figure 2 o est illustré, par le repère 20, un mode de réalisation préféré d'un dispositif de montage d'un moteur rempli de fluide selon l'invention Le dispositif de montage de moteur 20 comprend un organe supérieur ou premier organe 22 formant plaque de base et un organe inférieur ou second organe 24 formant plaque de base, les deux organes formant plaques 22, 24 étant disposés en étant espacés l'un de l'autre. L'organe supérieur formant plaque de base 22 est connecté au côté unité motrice (non représentée) ou côté moteur à combustion d'automobile, tandis que l'organe inférieur formant plaque de base 24 est connecté au côté carrosserie du véhicule (non représentée) comme le châssis de la carrosserie d'un véhicule automobile. Un bloc 26, fait en un matériau élastique ou élastomère tel que du caoutchouc, est interposé entre les organes formant plaques de base supérieur et inférieur 22, 24, afin d'être solidement connecté aux organes formant plaques de base tout en maintenant un joint étanche au fluide Le bloc élastique 26 est généralementen forme de coupe et par conséquent il présente une cavité centrale 28. Dans ce cas, la cavité 28 est formée coaxiale avec le bloc élastique 26 De ce point de vue, l'organe formant plaque de base supérieur 22 présente également une ouverture 30 d'une forme identique à la coupe transversale de la cavité 28 du bloc élastique. 2504 257 Un organe formant plaque de séparation 32 est solidement fixé, en sa section périphérique plate 32 a à l'organe formant plaque de base supérieur 22 L'organe formant plaque de séparation 32 présente de plus une section centrale plate 32 b qui fait corps avec la section périphérique 32 a par une section intermédiaire généralement verticalement allongée 32 c Comme on peut le voir, la section intermédiaire 32 c de l'organe formant plaque de séparation fait saillie à travers l'ouverture 30 de l'organe formant plaque de base supérieur 22 dans la cavité 28 du bloc élastique 26 L'organe formant plaque de séparation 32 ainsi disposé définit en dessous de lui ou dans la cavité 28 du bloc élastique, une chambre de fluide 34-qui est alimentée ou reçoit un fluide qui est habituel- lement liquide L'organe formant plaque de séparation 32 présente, en sa section centrale 32 b, un orifice 36. Un organe formant membrane 38 est fixé solidement en sa section périphérique 38 a, à la section périphérique 32 a de l'organe formant plaque de séparation au moyen d'une plaque de pression 40 La plaque de pression 40 est fixée sur l'organe formant plaque de base supérieur 22 au moyen de rivets 42 afin de presser l'organe formant membrane 38 et l'organe formant plaque de séparation 32 sur l'organe formant plaque de base supérieur 22 tout en maintenant un joint étanche au fluide Une chambre auxiliaire 43 est définie entre l'organe formant membrane 38 et l'organe formant plaque de séparation 32 La chambre auxiliaire 43 est en communication avec la chambre de fluide 34 par l'orifice 36 de l'organe formant plaque de séparation et elle reçoit ou elle est remplie du fluide. Une bague ou anneau de restriction 44 pour empêcher le bloc élastique 26 de gonfler vers l'extérieur, est formé en un matériau rigide et est disposé de façon à être noyé dans le bloc élastique 26 tandis que sa surface périphérique externe est exposée à l'air ambiant. Dans ce cas, la bague ou anneau de restriction 44 est placé à la section intermédiaire du bloc élastique 26 en 2504 227 direction axiale de ce bloc ou dans la direction dans laquelle le bloc en caoutchouc 26 se dilate et se contracte. La bague de restriction 44 est collte au bloc élastique 26 par adhérence due à la vulcanisation. Il faut noter, dans ce cas, que le bloc élastique 26 et la bague 44 constituent un système dont la fréquence naturelle est établie à une valeur exprimée par les équations qui suivent f= 1 2 fr et de plus Hz la pesanteur. Le repère 46 désigne un boulon pour fixer l'organe formant plaque de base inférieur 24 sur le ch Assis de la carrosserie du véhicule ou analogue. Le mode de fonctionnement du dispositif de montage du moteur ainsi agencé sera décrit ci-après. Quand des vibrations à basse fréquence sont appliquées au dispositif 20 de montage du moteur pendant le bond ou le rebond de la carrosserie du véhicule, le bloc en caoutchouc 26 se contracte et se dilate, le bloc 26 étant empêché de gonfler vers l'extérieur, et en consé- quence une quantité importante du changement de volume a lieu dans la chambre de fluide 34 Comme l'allure de ce changement de volume est relativement faible, le mouvement du fluide s'effectue entre la chambre du fluide 3 à et la chambre auxiliaire 43 par l'orifice 36 dans l'organe formant plaque de séparation, créant ainsi une résistance à l'écoulement due au passage du fluide à travers l'orifice 36 Cela amortit efficacement les vibrations d'entrée, supprimant ainsi les vibrations du véhicule. 2504 227 Quand des vibrations fines à haute fréquence sont appliquées au dispositif de montage du moteur du côté moteur, le changement de volume dans la chambre de fluide 34 est plus faible et l'allure du changement de volume de la chambre du fluide est très élevée, donc le fluide ne passe pas par l'orifice 36 A ce moment, le bloc élastique 26 se dilate et se contracte, et le système constitué par le bloc élastique 26 et la bague de restriction 44 amorce ses vibrations par résonance immédiatement avant que la fréquence des vibrations n'atteigne une gamme de fréquences o un bruit retentissant se produit dans le compartiment passagers, en vertu du fait que la fréquence naturelle du système est établie à la valeur ci- dessus mentionnée en choisissant les caractéristiques du bloc élastique 26 et le poids de la bague de restriction 44 Pour ces vibrations par résonance, la phase des vibrations de la bague 44 est l'inverse de celle des vibrations transmises du côté moteur à l'organe formant plaque de base supérieur 22 du dispositif de montage du moteur dans la gamme des hautes fréquences o le bruit retentissant se produit Par suite, les vibrations appliquées du côté moteur à l'organe formant plaque de base supérieur du dispositif de montage sont annulées par les vibrations de la bague de restriction dont la phase est inverse de celle des vibrations d'entrée du côté moteur, ce qui amortit ainsi fortement les vibra- tions transmises à l'organe formant plaque de base infé- rieur 24 dans le dispositif de montage du moteur. Dans une gamme o la fréquence des vibrations d'entrée est suffisamment haute au-dessus du point de résonance du système constitué du bloc élastique 26 et de la bague de restriction 44, l'amplitude des vibrations de la bague de restriction 44 diminue mais sa phase reste décalée par rapport à celle des vibrations d'entrée, donc les vibrations transmises à l'organe formant plaque de base inférieur 24 sont continuellement amorties Même si la fréquence des vibrations d'entrée devient extrêmement élevée et que la bague de restriction 44 devient 2504 227 stationnaire, la transmission des vibrations à l'organe formant plaque de base inférieur 24 du dispositif de montage du moteur 20 peut être supprimée parce que les vibrations du bloc élastique 26 à proximité de la bague de restriction 44 sont supprimées. Maintenant, il est nécessaire d'établir la fréquence naturelle du système constitué du bloc élastique 26 et de la bague de restriction 44 en tenant compte des caractéristiques de la carrosserie du véhicule, de l'unité motrice, des pièces du châssis et autres Il est en général suffisant que la fréquence naturelle ci- dessus mentionnée soit comprise entre 100 et 200 Hz Cependant, dans ce cas, la fréquence naturelle du système ci-dessus mentionné est établie à une valeur comprise entre 50 et 400 Hz en tenant compte du bruit retentissant d'amortissement à des vitesses relativement faibles du moteur et des bruits de combustion à des vitesses relativement élevées du moteur. Tandis que la bague de restriction 44 est placée à la partie intermédiaire de la distance entre les organes formant plaques de base supérieur et inférieur 22, 24 et que les constantes d'élasticité des demi- sections supérieure (côté organe formant plaque de base 22) et inférieure (côté organe plaque de base 24) du bloc élastique par rapport à la bague de restriction 44 sont les mêmes ou à peu près les mêmes dans le mode de réalisation ci-dessus décrit, on comprendra que la bague 44 peut être asymétrique vers l'organe formant plaque de base 22 ou vers l'organe formant plaque de base 24 et/ou que l'une des demi-sections supérieure et inférieure du bloc élastique 26 peut avoir une plus forte rigidité que l'autre, afin de différencier, par les constantes d'élasticité, les demi-sections supé- rieure et inférieure du bloc élastique 26, afin d'atteindre ainsi un effet d'amortissement des vibrations sur une large gamme de fréquences de vibrations. * 35 Comme on l'aura noté à la lecture de la descrip- tion qui précède, selon l'invention, la bague de restric- tion est disposée à la section intermédiaire du bloc 2504 227 élastique du dispositif de montage du moteur afin d'empêcher que ce bloc ne gonfle vers l'extérieur La bague de restriction sert, en combinaison avec le bloc élastique, d'amortisseur dynamique En conséquence, un- amortisseur indépendant et séparé est inutile et par conséquent l'espace requis dans le compartiment moteur devient plus faible, ce qui diminue l'interférence avec des pièces dans ce compartiment moteur Cela augmente la liberté du choix de l'emplacement du dispositif de montage du moteur En outre, simplement en augmentant légèrement le poids de la bague de restriction, l'amortisseur dynamique et ses pattes de fixation deviennent totalement inutiles, ce qui permet ainsi d'atteindre un allègement du poids de la carrosserie du véhicule et un abaissement de son prix de production De plus, comme seul le bloc élastique se dilate et se contracte, il devient inutile de tenir compte d'une-adaptation des caractéristiques du bloc élastique avec d'autres organes qui se dilatent et se contractent. 2504 227 R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Dispositif de montage d'un moteur, caractérisé en ce qu'il comprend: des premier et second organes formant plaques de base ( 22, 24) espacés l'un de l'autre et connectés au côté unité motrice et au côté carrosserie du véhicule, respec- tivement; un bloc ( 26) en un matériau élastique, interposé solidement entre lesdits premier et second organes formant plaques de base ( 22, 24), et présentant une cavité ( 28); un organe formant plaque de séparation ( 32) connecté à l'un desdits premier et second organes formant plaques de base ( 22, 24) et présentant un orifice ( 36), ledit organe formant plaque de séparation définissant une chambre de fluide ( 34) entre lui et la surface de paroi de la cavité du bloc élastique ( 28 >, un organe formant membrane ( 38) connecté à l'un desdits premier et second organes formant plaques de base ( 22, 24) et définissant une chambre auxiliaire ( 43) entre lui et ledit organe formant plaque de séparation ( 32), ladite chambre auxiliaire ( 43) étant en communication avec ladite chambre de fluide ( 34) par l'orifice ( 36) dans ladite plaque de séparation, au moins une partie desdites chambres de fluide et auxiliaire étant remplie d'un fluide; une bague rigide ( 44) disposée à la section intermédiaire du bloc élastique ( 26) dans la direction dans laquelle ledit bloc ( 26) se dilate et se contracte; et un moyen formant amortisseur dynamique pour amortir les vibrations ayant des fréquences prédéterminées, ledit moyen formant amortisseur dynamique se composant dudit bloc élastique ( 26) et de ladite bague rigide ( 44). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen formant amortisseur dynamique précité comprend un système de vibrations -4 2 Y constitué du bloc élastique ( 26) précité et de la bague rigide ( 44) précitée, la fréquence naturelle dudit système étant établie de façon que les vibrations par résonance dudit système ( 26, 44) soient annulées par des vibrations ayant une fréquence prédéterminée. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la fréquence prédéterminée précitée est légèrement inférieure à celle des vibrations provoquant un bruit retentissant. 4 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la fréquence naturelle du système précité ( 26, 44) est établie à une valeur exprimée par les équations qui suivent 21 f W et de plus Hz dû f: 400 Hz o "W" est le poids de la bague rigide ( 44); "k" est la constante d'élasticité du bloc élastique ( 26) dans la direction dans laquelle ledit bloc ( 26) se dilate et se contracte en réponse aux vibrations d'entrée; et "g" est l'accélération de la pesanteur. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité ( 28) précitée est coaxiale avec le bloc élastique ( 26) précité. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bague rigide ( 44) précitée est placée coaxialement avec la cavité ( 28) précitée du bloc élastique et est noyée dans ledit bloc élastique ( 26) tout en exposant une partie dudit anneau rigide ( 44) à l'air ambiant.