Brevet FR2544272A1 — publié le 19841019

La présente invention se rapporte à un châssis de véhicule-et plus précisément à un châssis amélioré de véhicule comprenant une partie de châssis avant ou une partie de châssis arrière formant un logement pour le moteur dont la structure de squelette est améliorée de façon à réduire la vibration du châssis pendant le fonctionnement du moteur à faible vitesse ainsi qu'au point mort ainsi que le bruit à savoir le bourdonnement désagréable produit dans l'habitacle par les vibrations. Dans un véhicule comportant un châssis constitué d'une partie de châssis avant, d'une partie de châssis central constituant un habitacle et une partie de châssis arrière, chaque partie avant et arrière du châssis étant adaptée à constituer un logement pour le moteur, les vibrations sont produites par la rotation d'un moteur en particulier les vibrations à basse fréquence pendant le fonctionnement à faible vitesse du moteur, ainsi que pendant la rotation au point mort font que la partie de châssis avant ou la partie de châssis arrière produisent des vibrations qui sont transmises dans la partie centrale du châssis et il s'ensuit que les bour- donnements désagréables produits tendent à se déve- lopper dans l'habitacle En particulier, dans un moteur du type connu comme étant un moteur à traction avant ayant sa partie de châssis avant pourvue d'un logement dans lequel est monté un moteur transversalement, c'est-à-dire dans une direction telle que le vilebrequin se trouve à angle droit par rapport à la direction de déplacement d'un véhicule, et ayant également des roues en- traînées par le moteur, le vilebrequin du moteur s'étend à angle droit par rapport à la direction de déplacement du véhicule et il s'ensuit que la direction de changement de couple Vient à coïncider avec la direction d'incurvation du châssis provoquée par l'agencement spécifique mentionné du vilebrequin transversalement En conséquence, les vibrations d'incurvation de la partie de châssis avant dans la direction verticale est transmise à la partie de ch&ssis central de telle sorte que les vibrations et le bruit de bourdonnement désagréable se trouve amplifié dans l'habitacle On décrit maintenant une structure de squelette de la partie de châssis avant d'un moteur à traction avant en référence à la Figure 1. Sur chacun des deux cotés du logement du moteur 2 se trouve disposé un longeron latéral 12 servant d'arc-boutant longitudinal inférieur et un longeron de squelette supérieur 6 servant d'arc- boutant longitudinal supérieur pour une aile de roue avant 8 Ces longerons 6, 12 sont solidement fixés à un pilier avant 4 respectivement à sa partie d'extrémité supérieure et à sa partie d'extrémité inférieure Comme cela ressort de la figure 2 qui illustre la déformation due aux vibrations d'un châssis comprenant une partie de chassis avant comportant une structure de squelette telle que décrite ci-dessus, la vibration du moteur se propage dans tout le châssis, alors qu'un point de liaison P auquel est relié le longeron latéral 12 à la partie d'extrémité inférieure du pilier avant 4 se comporte comme un noeud de vibration Il faut remarquer que le longeron de squelette supérieur 6 se prolonge linéairement et est très rigide mais a un point de jonction supérieur Q auquel est reliée la partie du châssis central Bc à la partie de ch&ssis avant Bf a une faible rigidité Ainsi, le point de jonction supérieur Q est contraint de se déformer beaucoup Il s'ensuit une déformation intensive par les vibrations quise produisent au travers de l'habitacle 1 et les vibrations et les bruits de bourdonnement désagréable se trouvent amplifiés dans l'habitacle. La présente invention en conséquence a pour but de remédier aux inconvénients indiqués ci-dessus que l'on rencontre dans les châssis de véhicule traditionnels Le premier but de l'invention-est de fournir un châssis de moteur amélioré qui ne souffre pas des difficultés mentionnées ci-dessus et qui est prévu pour ne pas se déformer au point de jonction supérieur o la partie de chassis central est fixée à la partie de ch&ssis avant ou à la partie de ch&ssis arrière, de telle sorte que les vibrations et le bruit se trouvent très réduits dans l'habitacle. Un autre but de la présente invention est de fournir un ch&ssis de véhicule amélioré dans lequel la résonance de courbure ne se produit pratiquement pas dans la direction transversale du chassis', à cause de l'agencement de deux longerons supérieurs gauche et droit sur la partie de châssis avant ou sur la partie de chassis arrière formant un logement pour le moteur d'une manière asymétrique par rapport à la ligne centrale longitudinale du châssis, de façon à réduire les vibrations et le bruit dans l'habitacle. Il convient de remarquer ici que dans la partie de châssis avant ou arrière ayant des longerons de sque- lette gauche et droit symétriques entre eux, la résonance de courbure du châssis provoque des vibrations et du bruit du fait du même nombre d'oscillations inhérentes à ces longerons. Pour réaliser le premier but de l'invention, on propose conformément à un premier aspect un châssis de véhicule amélioré dans lequel chacun des longerons de squelette supérieur gauche et droit s'étend vers l'arrière suivant un angle incliné vers le bas dans la zone située à proximité du pilier à l'endroit de la jonction correspondante dans sa partie de milieu vertical ou dans une partie située au-dessous de la partie de milieu. Pour atteindre l'autre but de la présente invention, conformément à un second aspect, on fournit un châssis de véhicule amélioré dans lequel l'un des longerons de squelette supérieur se prolonge vers l'arrière suivant un angle d'inclinaison descendant dans la partie située près du pilier jusqu'à l'endroit de la jonction avec celui-ci dans sa partie de milieu verticale ou dans une partie située au-dessous de la partie de milieu, alors que l'autre longeron de squelette supérieur est agencé de façon asymétrique sur le longeron de squelette supérieur par rapport à la ligne centrale longitudinale de la partie de châssis avant ou de la partie de chassis arrière. Suivant un-mode de réalisation préféré de l'invention, les longerons de squelette supérieurs sont renforcés avec des éléments de renforcement de façon à accroite leur résistance à la courbure. Les éléments de renforcement peuvent être construits sous forme de nervures ou de protubérances. De préférence, chaque longeron de squelette supérieur a une largeur mesurée verticalement qui s'accroit progressivement au fur et à mesure qu'il se prolonge vers l'arrière. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront d'ailleurs de la descrip- tion qui suit donnée en référence aux dessins annexés dans lesquels * - la figure 1 est une vue latérale sché- matique représentant une structure de squelette d'une partie de châssis avant dans un chassis de véhicule traditionnel. la figure 2 est un diagramme schématique de simulation représentant la vibration d'un châssis de type traditionnel. les figures 3 à 8 représentent un châssis construit conformément à un premier aspect de l'invention. la figure 3 est une vue en perspective d'un châssis dans lequel certaines parties ont été éliminées. la figure 4 est une vue d'une partie de châssis avant d'un châssis selon la flèche IV de la Figure 3. la figure 5 est une vue d'une partie de châssis avant d'un châssis selon la flèche V de la figure 3. la figure 6 est un diagramme de simu- lation schématique montrant les vibrations d'un châssis conforme à l'invention. la figure 7 est un graphique comparatif montrant l'accélération des vibrations d'un châssis de véhicule traditionnel et d'un châssis conforme à l'invention, ladite accélération des vibrations étant obtenue lorsque les vibrations de l'habitacle sont mesurées dans la partie d'extrémité tout à fait à l'avant d'un volant en son centre; et la figure 8 est un graphique comparatif montrant la pression du son mesurée dans la partie centrale de l'habitacle d'un châssis de véhicule traditionnel et d'un châssis de véhicule conforme à l'invention. la figure 9 est une vue en perspective d'une partie de châssis avant d'un châssis conforme à un second aspect de l'invention. On décrit maintenant en détail en référence aux figures 3 à 9 qui se rapportent à des modes de réalisation particuliers applicués à un véhicule du type à traction avant. En se reportant tout d'abord à la figure 3, on peut observer un châssis de véhicule B qui est constitué par la combinaison d'une partie de châssis central B constituant un habitacle 1, une partie de châssis avant Bf constituant un logement pour le moteur 2, et une partie de châssis arrière Br consti- tuant un coffre 3. Dans le mode de réalisation illustré, la partie de châssis central Bc et la partie de châssis arrière B sont tous deux semblables dans la structure r de squelette à ceux des véhicules traditionnels et il n'est pas nécessaire d'en donner ici une description. Il s'ensuit que la description ci-après n'est faite qu'en ce qui concerne la structure de squelette de la partie de châssis avant Bfo Il convient de noter que les expressions "gauche" ou "droit" et "avant" et "arrière" dans la description qui suit se rapportent au sens de déplacement du véhicule. Sur les figures 4-et 5, on peut observer que le pilier avant de gauche 4 est agencé verticalement dans la zone frontière de gauche située entre la partie de châssis central Bc et la partie de chéssis avant Bf, alors qu'un pilier avant droit 5 est agencé verticalement dans la zone frontière droite qui se trouve comprise entre eux deux En outre, un longeron de squelette supérieur avant gauche 6 servant d'arc-boutant supérieur et un longeron latéral gauche 12 servant d'arc-boutant inférieur se prolonge à partir du pilier avant gauche 4 vers l'avant, alors qu'un longeron de sauelette supérieur avant gauche 7 servant d'arc- boutant supérieur et un longeron latéral droit 13 servant d'arc- boutant inférieur se prolonge à partir du pilier avant droit 5. Le longeron latéral gauche 12 est relié à la partie inférieure du pilier avant gauche 4 par une traverse avant 14 afin de conférer une grande rigidité au longeron de squelette supérieur gauche 6, on lui donne une forme de canal ou une forme en coupe fermée sur toute sa longueur et il comprend un longeron arrière 6 r se prolongeant vers l'arrière, suivant un angle d'inclinaison dirigé vers le bas et un longeron avant 6 f se prolongeant vers l'avant, à partir du longeron arrière 6 r suivant une direction pratiquement hori- zontale Il ressort des dessins que la largeur du longeron arrière 6 fmesurée verticalement s'accroit progressivement au fur et à mesure de sa progression vers l'arrière La partie d'extrémité arrière du longeron arrière-6 r est reliée de façon fixe au pilier avant gauche 4 à sa partie de milieu verti- calement ou dans une partie située au-dessous de la partie de milieu par soudage ou par un moyen analogue quelconque Il importe d'insister sur le fait que la position dans laquelle les deux élements sont reliés de façon fixe l'un à l'autre est choisie de façon à diminuer la résistance de la partie de châssis avant Bit Le longeron avant 6 se prolonge le long du bord supérieur gauche de la partie de châssis avant Bf jusqu'à ce qu'il atteigne la partie d'extrémité la plus avancée de ce dernier. La position o le longeron avant 6 f est reliée au longeron arrière 6 r, c'est-à-dire la position o le longeron de squelette supérieur avant gauche 6 est incurvé, est déterminée sélectivement à proximité de l'enceinte d'amortisseur 17. Par ailleurs, le longeron latéral gauche 13 est relié à la partie inférieure du pilier avant gauche 5 au moyen d'une traverse avant 15 Les deux longerons de squelette supérieur avant gauche et droit 6 et 7 sont disposés symétriquement par rapport à la ligne centrale longitudinale L-L de la partie de châssis avant Bf* De façon plus précise, le longeron de squelette supérieur avant droit 7 -comprend un longeron arrière 7 r et un longeron avant 7 f qui sont reliés l' un à l'autre en un endroit situé au voisinage d'une enceinte d'amortisseur 18 Le longeron arrière 7 r se prolonge vers l'arrière suivant un angle incliné et vers le bas, jusqu'à ce qu'il atteigne la partie de milieu du pilier avant droit 5 ou une partie située en-dessous de celui-ci pour y être fixée à son tour, alors que le longeron avant 7 r se prolonge vers l'extrémité la plus éloignée de la partie de châssis avant Bf le long de son bord supérieur droit. Pour donner une rigidté accrue à la courbure, les longerons de squelette supérieurs. avant gauche et droit 6 et 7 sont renforcés d'éléments de renforcement et de plus ils sont pourvus de nervures ou de surfaces rugueuses. Par ailleurs, les ailes de roue 8 et 9 sont prévues pour recouvrir les roues avant dans leur partie supérieure et sont solidaires des longerons de squelette supérieurs avant gauche et droit 6 et 7 sur leur partie inférieure Les extrémités les plus avancées des longerons de squelette supérieurs avant gauche et droit 6 et 7 sont toutes les deux reliées ensemble par une cloison avant 10 prévue entre elles, tandis que les extrémités situées les plus à l'arrière des mêmes élements sont reliées entre elles au moyen d'un garde-boue 11 qui sépare - l'habitacle 1 du logement du moteur 2. Il ressort clairement de la description qui suit que les longerons de squelette supérieur avant gauche et droit 6 et 7 de la partie de châssis avant B comprennent lés longerons arrière 6 f r et 7 se prolongeant vers l'arrière en s'inclinant vers le bas vers les piliers avant 4 et 5 et reliés à ces derniers dans leur partie de milieu ou dans une partie située au-dessous. Lorqu'un moteur monté dans la partie de châs- sis avant B selon la direction transversale tourne, la direction de la variation du couple moteur engendrée par la rotation du vilebrequin disposé à angle droit par rapport à la direction longitudinale du véhicule B est identique avec la direction de flexion du châssis du véhicule B ce qui a pour effet d'amplifier le plonge- ment du châssis de la voiture Particulièrement dans -une zone de fonctionnement à basse vitesse de rotation comportant un fonctionnement au ralenti, la partie de châssis avant Bf est susceptible d'être affectée par les fréquences de vibration basses selon la direction de plongement. Cependant, conformément à l'invention telle qu'elle a été décrite précédemment, les longerons de squelette 6 et 7 avants supérieurs droit et gauche sont disposés vers l'arrière avec un angle d'inclinai- son vers le bas et sont reliés aux piliers droit et gauche 4 et 5 au milieu de ceux-ci ou à une position plus basse que celle-ci Ainsi, lorsque la partie de châssis avant B est soumise à des vibrations, la forte déformation transmise à partir des longerons de squelet- te 6 et 7 supérieurs avants droit et gauche à la partie centrale de châssis B s'exerce sur un plancher infé- c rieur 16 de la partie centrale Bc de châssis Il en résulte une diminution dans une considérable mesure de la déformation de vibration de l'habitacle de passager 1 à la partie centrale de châssis B c comme illustré sur la figure 6, par comparaison avec celle d'une struc- ture de châssis conventionnelle représentée sur la figure 2. D'autre part, des mesures d'accélération de vibration au point le plus central d'un volant de direc- tion F qui ont été réalisées pour examiner la vibration de l'habitacle depassager i montre les résultats donnés sur la figure 7 dans lesquels la structure de châssis de l'invention est identifiée par une ligne continue tandis que la structure de châssis conventionnelle est identifiée-par une ligne pointillée Comme on le voit sur cette figure, l'accélération de vibration mesurée au point le plus central du volant de direction S pen- dant une rotation à basse vitesse du moteur, c'est-à- dire la vibration de l'habitacle de passager 1 du châs- sis de véhicule construit selon la présente invention est considérablement réduite par comparaison avec celle d'une structure de châssis conventionnelle. La figure 8 est un graphique qui compare l'intensité sonore mesurée au centre de l'habitacle de passager dans le châssis de voiture de l'invention (identifiée par une ligne continue) avec celle d'un châssis de véhicule conventionnelle (identifiée par une ligne pointillée) Comme on peut le voir sur ce graphi- que, l'habitacle de passager 1 de l'invention permet une réduction importante du niveau de bruit engendré par la vibration pendant une phase de rotation à basse vitesse du moteur par comparaison avec un châssis de véhicule conventionnel - La figure 9 représente une partie:-essentielle d'une structure de châssis de voiture réalisée selon un second as 7 pect de l'invention Dans ce mode de réali- sation l'un des longerons de squelette supérieurs, par exemple le longeron de squelette supérieur avant 6 présente la même configuration que celui qui est repré- senté sur les figures 3 et 4 et qui s'étend vers l'ar- rière de manière à être relié fixement au pilier avant gauche 4 à sa moitié ou à une position inférieure a celle-ci tandis que l'autre par exemple le longeron de squelette supérieur avant droit 7 ' est monté de manière non symétrique au longeron de squelette supérieur avant gauche 6 par rapport à la ligne longitudinale centrale L L de la partie de châssis avant Bf Précisemment, le longeron de squelette supérieur avant droit 7 ' s'étend vers l'arrière dans une direction sensiblement horizontale et se compose d'un longeron arrière 7 a et d'un longeron avant 7 s'étendant vers l'avant à partir du longeron 7 ' sensiblement horizontalement, ledit longeron arrière 7 ' présentant une largeur verticale qui augmente graduellement lorsque l'on se déplace vers l'arrière La partie terminale arrière du longeron ar- rière 7 r' est reliée rigidement au pilier avant droit à sa partie supérieure par soudage ou par un procédé analogue, tandis que le longeron avant 7 f' s'étend à l'extrémité la plus avant de la partie de châssis avant Bf selon le bord supérieur droit de celle-ci. Lorsque la structure de squelette de la partie de châssis avant Bf est conçue de manière non symétrique par rapport à la ligne centrale longitudinale L L de la manière décrite ci-dessus, on a découvert que la résonance de flexion se produit à peine selon la direction transversale de la partie de châssis avant Bf et de ce fait les vibrations et le bruit dans l'habi- tacle de passager 1 causés par la vibration de flexion selon la direction verticale dans la partie de châssis avant Bf peuvent être réduits de manière remarquable. De plus, étant donné que la partie arrière du longeron de squelette supérieur avant 6 s'étend vers l'arrière avec une inclinaison vers le bas jusqu'à ce qu'elle soit reliée rigidement au pilier avant gauche 4 à sa partie médiane ou à une position inférieure à cette partie médiane, la force de déformation de flexion doit être transmise au plancher inférieur 16 de la partie de châs- sis centrale B c-au moins du côté gauche de la partie de châssis avant Bf grâce à quoi des vibrations et le bruit perçu dans l'habitacle de passager 1 sont sensiblement réduits. Il convient de noter que la présente invention ne devrait pas être limitée seulement au type de châssis de véhicule décrit ci-dessus mais pourrait s'appliquer à d'autre type dans lequel les longerons de squelette avants supérieurs 6, 7 et 7 ' ne comportent pas de longerons avants 6 f, 7 f et 7 f' En outre, elle peut s'appliquer soit à un châssis de véhicule présen- tant un moteur monté selon la direction longitudinale ou à un châssis de véhicule du type dans lequel un moteur est monté dans une partie de châssis arrière Br dans la direction transversale ou dans la direction longitudinale. Comme on le comprendra facilement à partir de la description ci-dessus, un châssis de véhicule selon le premier aspect de l'invention est construit de telle manière que les deux longerons de squelette supérieurs s'étendent vers l'arrière selon une inclinai- son vers le bas dans la zone située à proximité de leur pilier et sont liés au pilier à leur partie médiane verticalement ou à des positions situées en-dessous de celles-ci et par suite la déformation de la partie de châssis avant ou de la partie de châssis arrière qui constitue un emplacement pour le moteur est empêchée de se développer d'une manière importante jusqu'à la jonction supérieure o la partie de châssis avant ou la partie de châssis arrière est liée à la partie de châssis centrale avec une rigidité relativement faible. Il en résulte que les vibrations et le bruit perceptible dans l'habitacle de passager pendant une phase de fonc- tionnement à basse vitesse de rotation du moteur parti- culièrement un fonctionnement au ralenti peut être ré- duit de manière importante. En outre,-un châssis de véhicule réalisé selon le second aspect de l'invention est construit de telle manière que l'un des longerons de squelette supérieurs s'étend vers l'arrière selon une inclinaison vers le bas dans la zone située à proximité du pilier jusqu'à ce qu'il soit lié à la partie médiane de celui-ci ou à une position située en-dessous de cette partie médiane et de manière que l'autre squelette supérieur est dis- posé de manière non symétrique par comparaison auxdits longerons de squelette supérieurs relativement à une ligne centrale longitudinale de la partie de châssis avant ou arrière De ce fait la déformation de vibration est largement empêchée de s'exercer à l'un des deux côtés du châssis du véhicule sur la jonction supérieure o la partie de châssis avant ou la partie de châssis arrière est liée à la partie de châssis centrale avec une rigidité relativement réduite En outre la résonance de flexion se produit faiblement en raison de la diffé- rence dans le nombre des oscillations inhérent à-chacun des deux côtés du châssis de véhicule Pour cette rai- son les vibrations et le bruit dans l'habitacle de passager peuvent être encore réduits pendant un fonc- tionnement à basse vitesse du moteur comportant un fonctionnement au ralenti Il en résulte un confort de conduite augmenté et une réduction des sensations désagréables pendant le trajet du véhicule à moteur. Bien que la"présente invention ait été décrite ci-dessus seulement par rapport à deux aspects de l'in- vention, il doit naturellement être compris qu'elle ne devrait pas être limitée seulement à ses deux aspects qu'elle peut changer ou que des modifications peuvent être apportées de manière convenable sans se départir de l'esprit et de la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1 Châssis de véhicule à moteur du type dans lequel une partie de châssis avant Bf ou une- partie de chassis arrière Br constituant un emplacement pour le moteur 2 est liée à une partie de châssis central (Bc) constituant un habitacle de passager ( 1) à l'extrémité avant ou à l'extrémité arrière de celle-ci, ladite partie de châssis avant (Bf) ou ladite partie de châssis arrière (Br) comportant une paire de longerons Ilatéraux ( 12, 13) qui servent d'arc-boutant longitudinal inférieur et une paire de longerons de squelette supérieur ( 6, 7) servant-d'arc-boutant longitudinal supérieur des deux côtés de la partie de châssis (Bf), lesdits longerons latéraux ( 12, 13) et les longerons de squelette supérieurs ( 6, 7) étant reliés à des piliers ( 4, 5) s'étendant verticalement disposés dans une zone de liaison définie entre la partie de châssis centrale (Bc) et la partie de châssis avant ou arrière (Bf, Br) caractérisé en ce que chacun des longerons de squelette supérieurs s'étend vers l'arrière avec un angle d'inclinaison vers le bas dans la zone située à proximité du pilier ( 4, 5) jusqu'à ce qu'il atteigne ce dernier pour y être relié rigidement à sa partie médiane verticalement ou à une position située plus bas que cette partie médiane. 2 Châssis selon la revendication 1, caractérisé en ce que les longerons de squelette supérieurs ( 6, 7) sont renforcés par des éléments de renforcement, de manière à assurer une rigidité accrue à la flexion. 3 Ch&ssis de véhicule selon l A revendi- cation 2, caractérisé en ce que les longerons de squelette supérieurs sont constitués par des nervures ou des protubérances pour former lesdits éléments de renforcement. 4 Châssis de véhicule selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que chacun des longerons de squelette supérieurs ( 6, 7) présente une largeur verticale qui augmente graduellement lorsque l'on se déplace vers l'arrière. Châssis de véhicule à moteur du type dans lequel une partie de châssis avant (Bf) ou une partie de châssis arrière (B r) constituant un emplacement pour le moteur ( 2) est liée à une partie de châssis central constituant un habitacle de passager à l'extrémité avant ou à l'extrémité arrière de celle-ci, ladite partie de châssis avant (Bf) ou ladite partie de châssis arrière (Br) com- portant une paire de longerons latéraux ( 12, 13) qui servent d'arcboutant longitudinal inférieur et une paire de longerons de squelette supérieur ( 6, 7) servant d'arc-boutant longitudinal supérieur des -deux côtés de la partie de châssis (Bf), lesdits longerons latéraux ( 12, 13) et les longerons de squelette supérieurs ( 6, 7) étant reliés à des piliers ( 4, 5) s'étendant verticalement disposés dans une zone de liaison définie entre la partie de châssis centrale (B c) et la partie de châssis avant ou arrière (Bf, Br) caractérisé en ce que l'un des longerons de squelette supérieurs ( 6, 7) s'étend vers l'arrière selon un angle d'inclinaison vers le bas dans la zone située à proximité du pilier ( 4, 5) et est relié rigidement au pilier ( 4, 5) à sa partie médiane verticalement ou à une position située en-dessous de cette partie médiane, tandis que l'autre longeron de squelette supérieur accrue à la flexion. 7 Châssis de véhicule selon la revendi- cation 6, caractérisé en ce que les longerons de squelette supérieurs comportent des nervures ou des protubérances pour constituer lesdits éléments de renforcement. 8 Châssis de véhicule selon la revendi- cation 5, caractérisé en ce que les longerons de squelette supérieurs ( 6, 7) présentent chacun une largeur selon une direction verticale qui augmente graduellement lorsque l'on se déplace vers l'arrière.