Brevet FR2526379A1 — publié le 19831110

I Suspension avec amortissement des vibrations pour un groupe d'entraînement de véhicule automobile à l'intérieur d'une carrosserie. La présente invention concerne une suspension avec amortissement des vibrations d'un groupe d'entraînement de véhicule automobile à l'intérieur d'une carrosserie, avec une structure d'appui disposée dans la région de la partie avant ainsi qu'une autre structure d'appui disposée dans la région de la partie arrière dudit groupe d'entraînement, qui compor- te une traverse supportant le moteur au moyen de supports élastiques. Dans un véhicule automobile, en particulier du genre cabriolet, il apparaît dans la partie arrière des fréquences de résonance de la carrosserie pouvant se traduire par des oscillations de torsion autour de l'axe longitudinal et des oscillations de flexion autour de l'axe transversal du véhi- cule Ces oscillations de torsion en particulier, exercent une action défavorable sur une structure d'appui pour groupe d'entraînement, disposée dans la partie arrière du véhicule. Par cette forme d'oscillations la carrosserie se vrille au- tour du groupe d'entraînement, qui lui est rigide ou presque, et tend à provoquer une torsion de celui-ci Il est connu, dans la technique, de maintenir le groupe d'entraînement au moyen de dispositifs d'appui prévus vers l'avant et vers l'arrière de la structure arrière de la carrosserie La struc- ture d'appui arrière est liée au moteur et comporte une traver- se qui supporte le moteur par l'intermédiaire d'une console fixée rigidement à celui-ci Le couple de torsion qui prend naissance, se trouve transmis presque en totalité au groupe d'entraînement, par l'intermédiaire de la traverse et de la console Cet accouplement rigide du groupe d'entraînement avec la structure de la carrosserie présente l'inconvénient grave que la jonction rigide entre le groupe et sa structure d'appui se trouve soumise à de fortes sollicitations, qui entraînent des détériorations et ne permettent pas d'assurer une liaison durable entre la traverse et le groupe d'entraî- nement De plus, cet accouplement rigide conduit à des fissurations du système d'échappement des gaz ainsi qu'à des détériorations des canalisations d'essence. Le but de la présente invention est de réaliser pour un groupe d'entraînement une suspension avec amortissement des vibrations à l'intérieur d'un véhicule automobile, qui évite les détériorations du système d'appui du groupe d'entra Ine- ment provoquées par les oscillations de torsion et/ou de flexion. Avec la suspension du genre décrit dans le préambule, selon la présente invention, ce résultat est obtenu avec l'insertion d'un dispositif de découplage dynamique entre la traverse constituant la structure d'appui arrière et la con- sole qui soutient le moteur, ce dispositif de découplage au- torisant un mouvement relatif de la carrosserie du véhicule, rendu bien indépendant du groupe d'entraînement Dans une réalisation préférée dudit dispositif de découplage, celui-ci est constitué par un élément d'appui supplémentaire, disposé entre les supports du moteur, et comprenant une bague élas- tique avec un noyau central soudé par vulcanisation à l'in- térieur de la bague élastique et liée à la console par des moyens de fixation, des vis par exemple, selon une extension de l'invention, on associe au dispositif de déc Duplage un amor- tisseur, articulé d'une part sur la traverse et d'autre part sur la console précitées, l'invention prévoit par ailleurs la disposition dudit élément d'appui supplémentaire en ligne avec l'axe principal d'inertie du mouvement qu'il s'agit de dé- coupler, cet axe principal d'inertie étant situé dans le plan médian longitudinal du véhicule automobile L'invention prévoit également que ledit élément d'appui supplémentaire peut être réalisé avantageusement de manière à être souple dans le sens de la torsion et à présenter dans le sens radial une raideur supérieure aux rigidités verticale et horizontale des autres éléments d'appui du groupe d entraînement sur la carrosserie Selon une variante de l'invention, ledit élément d'appui supplémentaire ne présente cette souplesse dans le sens de la torsion, que pour des oscillations d'amplitude inférieure à 3 degrés. Selon une réalisation préférée de l'invention, la bague élastique constituant ledit élément d'appui supplémen- taire est réalisée à sa périphérie avec une section en forme de U et avec des bourrelets annulaires assurant le maintien dudit élément d'appui par pincement, à l'intérieur de la traverse, chacun desdits bourrelets constituant par ailleurs une butée, dans le sens axial pour la console Il est prévu également, que les points d'articulation de l'amortisseur associé audit dispositif de découplage, avec la traverse et avec la console, sont situés à une distance relativement gran- de de l'axe longitudinal de l'élément d'appui supplémentaire intégré dans la traverse Pour la liaison avec la console, selon un exemple de réalisation de l'invention il est prévu dans le noyau central un évidement frontal dans lequel l'en- castre, par concordance de forme un élément de retenue soli- daire de la console et réuni au moyen de vis avec la pièce centrale de logement; la console selon l'invention, reçoit le moteur, tenu avec des vis, en contrebas par rapport à la traverse, et celle-ci est munie d'un bras d'appui pour le loge- ment articulé de l'amortisseur, il est prévu aussi selon une variante de l'invention, que ledit bras d'appui est radiale- ment en saillie par rapport à la traverse, de sorte que l'amortisseur forme avec la traverse un angle de 30 à 150 degrés. Les avantages obtenus avec l'invention consistent essentiellement en ce qu'on obtient la possibilité d'un dé- couplage entre les mouvements de torsion de la carrosserie du véhicule automobile et le dispositif supportant directe- ment le groupe, sans avoir besoin d'agir sur le couplage, dans le sens vertical, assuré par les supports du moteur, disposés sur les côtés vers l'extérieur Ceci présente un a- vantage du fait qu'il n'est plus nécessaire ainsi de réduire la rigidité dynamique verticale des supports du moteur, au prix d'une forte réduction du confort de roulement L'élément d'appui central qui assure le découplage présente une carac- téristique telle, que dans le sens radial d'application de la charge il a une rigidité dynamique nettement supérieure à cel- le des supports extérieurs, disposés sur les côtés, à l'égard de charges orientées verticalement Le couplage dans le sens vertical reste ainsi déterminé comme auparavant par les supports extérieurs du moteur Avec une telle structure de l'élément d'appui médian, la traverse peut osciller dans certaines limites par rapport au groupe d'entraînement, alors que ce dernier, comparable à une "masse séismique" reste quasiment immobile. On peut ainsi, avec des supports déjà définis, sur les côtés de part et d'autre du groupe d'entraînement, procé- der après coup à un équipement a postériori avec le support médian selon l'invention pour le découplage des mouvements de torsion, sans que les conditions de montage du groupe d'en- trainement, par rapport à la structure du châssis du véhicule, se trouvent affectées de ce fait. Au moyen d'un amortisseur disposé entre la traverse et la console qui reçoit le groupe d'entraînement, on amortit comme il se doit les oscillations du groupe d'entraînement de même que celles de la traverse, cet amortissement se su- perposant au mouvement de torsion. On a représenté dans le dessin et on décrit ci-des- sous un exemple de réalisation de-l'invention Les différentes figures montrent respectivement Figure 1 une vue de profil d'une automobile du gen- re cabriolet, avec une représentation schématique du groupe d'entraînement disposé à l'arrière, Figure 2: une vue en plan correspondant à la figu- re 1, Figure 3: une vue (selon la flèche Z dans la figure 1) du véhicule automobile de la figure 1, Figure 4: une coupe selon la ligne IV-IV de la figure 1. Le véhicule automobile 1 est réalisé sous la forme d'un cabriolet et il comprend un groupe d'entraînement 2 disposé à l'arrière La botte de vitesses 3 du groupe d'en- traînement 2 est supportée par une structure d'appui avant 4 et le moteur 5 dudit groupe 2 est supporté par une structure d'appui arrière 6. La structure d'appui avant 4 comprend deux supports élastiques 7 disposés sur un tube transversal 8 placé au voi- sinage du pont arrière, et réunis au carter de la boite de vitesses 3 Ces supports 7 sont situés de préférence dans une zone de faibles vibrations, c'est-à-dire à l'endroit d'un d'un noeud de vibration de l'ensemble du système, on évite ainsi une source supplémentaire d'excitation de vibrations, pour le groupe d'entralnement 2. La structure d'appui arrière 6 comprend une traver- se 9 qui est supportée par la structure de la carrosserie du véhicule 1,, par l'intermédiaire des supports élastiques 10 disposés sur les côtés, vers l'extérieur Une console 12 est fixée à ladite traverse 9 par l'intermédiaire d'au moins un dispositif de découplage dynamique 11 et liée rigidement, d'au- tre part au moteur 5 du groupe d'entraînement 2. Ce dispositif de découplage comprend un élément d'appui 13 disposé dans l'axe principal d'inertie 19 du mou- vement qu'il s'agit de découpler, entre les supports latéraux Dans l'exemple de réalisation qui est représenté, l'axe d'inertie du mouvement à découpler se situe dans le plan mé- dian longitudinal x-x du véhicule et, de préférence, passe à travers l'élément d'appui 13. L'élément d'appui 13 se compose essentiellement d'une bague élastique 14 ayant des caractéristiques d'élasticité bien définies, et d'un noyau central 15 soudé en place par vulcanisation Pour la liaison avec la traverse 9, l'élément d'appui 13 présente dans sa partie périphérique une section transversale en forme de U Les bourrelets annulaires 16,17 qui se forment ainsi, assurent un positionnement et la fixation par pincement de l'élément d'appui 13 dans la traverse 9 En même temps, ces bourrelets annulaires 16, 17 servent de butée pour la console 12 dans le sens axial. La liaison rigide de l'élément d'appui 13 avec la console 12 est obtenue avec le noyau central 15, soudé par vulcanisation à l'intérieur de la bague élastique 14 et fixé à la concole 12 au moyen des vis 18. Pour le découplage de la carrosserie du véhicule par rapport au groupe d'entraînement 2, dans le cas d'un mou- vement de torsion, l'élément d'appui 13 est réalisé souple en torsion dans le sens des flèches 20, 28 Il présente cependant une rigidité radiale qui est supérieure aux rigidités verti- cale et horizontale des autres supports élastiques 7 et 10 du groupe d'entraînement 2 En particulier, l'élément d'appui 13 doit être souple à la torsion en cas de mouvement relatif de la traverse 9, de part et d'autre du plan horizontal 21, jusqu'à une amplitude simplec flexion de la traverse 9 du fait de vibrations de torsion est représenté au moyen des deux flèches groupées dans la figure 3. Ainsi que le montre la figure 4 plus en détail, la console 12 comprend un élément de retenue 22 qui s'engage avec concordance de forme dans un évidement frontal 27 du noyau central 15 et qui est immobilisé au moyen des vis 18. En dessous de l'élément d'appui 13 et de la traverse 9 s'étend une partie 29 de la concole 12 qui reçoit le moteur , fixé avec des vis Au-dessus de l'élément d'appui 13 et de la traverse 9 il est prévu sur la-console 12 un bras d'appui 23, qui constitue un appui supérieur-24 pour un amortisseur 25, ce dernier prenant appui sur la traverse 9 au moyen de l'articulation 26 Cet amortisseur 25 agit conjointement avec le dispositif de découplage 11 de manière à exercer un amortis- sement qui se superpose au mouvement relatif de la carrosserie. L'articulation de l'amortisseur 25 sur la traverse 9 et sur la console 12 s'effectue à une distance relativement grande de l'axe longitudinal de l'élément d'appui 13 qui est incor- poré dans la traverse 9. Les essais pour la détermination de l'élément d'ap- pui 13 ont montré qu'avec une voiture automobile du genre cabriolet, avec moteur à l'arrière, il apparalt deux fréquen- ces de résonance particulièrement prononcées, pour les vibra- tions de la carrosserie Celles-ci correspondent à une vi- bration de torsion autour de l'axe longitudinal du véhicule avec une fréquence de l'ordre de 11 Hz, et à une vibration de flexion autour de l'axe transversal du véhicule avec une fré- quence d'environ 17 Hz Pour les supports du groupe d'entrai- nement c'est surtout la vibration de torsion de la carrosserie à Il Hz environ, qui est critique La carrosserie tend ici à se vriller à l'arrière du véhicule, déjà autour du groupe d'entraînement qui est presque rigide, et Cherche à tordre celui-ci Comme les amplitudes de vibration les plus fortes se situent dans la partie arrière du véhicule, tandis que la zone o s'effectue la fixation sur le tube transversal, au voi- sinage du pont arrière, correspond approximativement au noeud 7 2526379 de la vibration, le couple de torsion qui prend naissance par l'intermédiaire de la rigidité du logement du moteur est trans- mise presque entièrement par le point de jonction de la tra- verse avec la console L'élément d'appui 13, avec ses caracté- ristiques d'élasticité bien déterminées, permet de découpler complètement, dans ce cas, le mouvement de torsion critique de la carrosserie par rapport au groupe d'entraînement. 8 2526379 : R E V E N D I C A -T I O N S - 1 Suspension avec amortissement des vibrations d'un groupe d'entraînement de véhicule automobile, à l'inté- rieur d'une carrosserie, avec une structure d'appui disposée dans la région de-la partie avant ainsi qu'une autre structure disposée dans la région de la partie arrière dudit groupe d'en- trainement, qui comporte une traverse supportant le moteur au moyen de supports élastiques, caractérisée par le fait que la traverse ( 9) est réunie par l'intermédiaire d'un dispositif de découplage dynamique ( 11) à une'console ( 12) qui soutient le moteur ( 5) de telle manière, que le dispositif de découplage ( 11) autorise un mouvement relatif de la carrosserie du véhi- cule automobile, rendu bien indépendant du groupe d'entraîne- ment ( 2). 2 Suspension selon la revendication 1, carac- térisée par le fait que le dispositif de découplage ( 11) com- porte, disposé entre les supports ( 10) du moteur ( 5), un autre élément d'appui ( 13), comprenant une bague élastique ( 14) avec un noyau central ( 15) soudé en place par vulcanisation et que ce noyau central ( 15) est lié à la console( 12) par des moyens de fi- xation ( 18), la bague ( 14) étant tenue serrée dans la tra- verse ( 9). 3 Suspension selon l'une quelconque des re- vendications 1 et 2, caractérisée par le fait que le disposi- tif de découplage ( 11) agit conjointement avec un amortisseur ( 25), articulé d'une part sur la traverse ( 9) et d'autre part sur la console ( 12). 4 Suspension selon l'ensemble des revendica- tions 1 h 3, caractérisée par le fait que l'élément d'appui ( 13) est disposé en ligne avec l'axe principal d'inertie ( 19) du mouvement qu'il s'agit de découpler. Suspension selon la revendication 4, carac- térisée par le fait que pour les oscillations de torsion, l'axe principal d'inertie ( 19) se trouve dans le plan médian longitudinal (x-x) du véhicule automobile ( 1). 6 Suspension selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisée par le fait que l'élément d'appui ( 13) est réalisé souple dans le sens de la torsion, 9 2526379 mais qu'il présente dans le sens radial une raideur supérieure aux rigidités verticale et horizontale des autres supports ( 7, 10) du groupe d'entraînement ( 2). 7 Suspension selon la revendication 6, ca- ractérisée par le fait que l'élément d'appui ( 13) est souple en torsion pour des déplacements relatifs de la traverse ( 9) par rapport au plan horizontal ( 21) jusqu'à une amplitude sim- ple de - 8 Suspension selon l'une quelconque des revendications ci-dessus, caractérisée par le fait qu'à la périphérie la bague ( 14) de l'élément d'appui ( 13) est réali- sée avec une section transversale en forme de U, et qu'elle comporte des bourrelets annulaires ( 16, 17), au moyen desquels l'élément d'appui ( 13) est tenu par pincement dans la traverse ( 9). 9 Suspension selon la revendication 8, ca- ractérisée par le fait que les bourrelets annulaires ( 16, 17) constituent chacun une butée dans le sens axial pour la con- sole ( 12). 10 Suspension selon la revendication 2, ca- ractérisée par le fait que les points d'articulation de l'amor- tisseur ( 25) avec la traverse ( 9) et avec la console ( 12) sont situés à une distance relativement grande de l'axe longitudi- nal de l'élément d'appui ( 13) intégré dans la traverse ( 9). 11 Suspension selon la revendication 1, ca- ractérisée par le fait que le noyau central ( 15) présente un évidement frontal ( 27) dans lequel s'engage, avec concordance de forme, un élément de retenue ( 22) lié à la console ( 12) et réuni au noyau central ( 15) au moyen de vis ( 18). 12 Suspension selon la revendication 1, ca- ractérisée par le fait que la console ( 12) reçoit le moteur ( 5), fixé au moyen de vis, en dessous de la traverse ( 9) et qu'au-dessus de la traverse ( 9) il est prévu un bras d'appui ( 23) pour le logement articulé ( 24) de l'amortisseur ( 25). 13 Suspension selon la revendication 11, ca- ractérisé par le fait que le bras d'appui ( 23) est en saillie par rapport à la traverse ( 9) de telle sorte que l'amortisseur ( 25) fait avec la traverse ( 9) un angle P de 30 à 150 degrés.