Brevet FR2544820A1 — publié le 19841026

L'invention concerne le domaine des isolations antivibratoi- res de machines lorsque l'on dispose commodément d'une prise de dépression, elle est donc plus particulièrement applica- ble aux supports élastiques de moteurs à aspiration naturel- le sur les voitures et utilitaires fonctionnant à l'essence, mais aussi de moteurs Diesel équipés d'une pompe à vide. L'amélioration du confort dans l'habitacle des véhicules conduit à rechercher, pour les supports moteurs, des flexi- bilites de plus en plus élevées, afin d'améliorer le filtra- ge des hautes fréquences Ceci a pour conséquence des risques d'entrée en résonance de la masse suspendue, risques rencon- trés en certaines circonstances ondulatoires sur bonnes routes, connues sous le terme de "hachis" Un amortissement des débattements millimétriques devient nécessaire, et divers artifices, en général hydrauliques, cherchent à assurer celuin ci sans nuire au filtrage à plus haute fréquence La cale de caoutchouc de formes diverses est la solution quasi-générale pour la réalisation des supports de groupes motopropulseurs pour obtenir des flexibilités sous charge de plusieurs milli- mètres, une disposition courante utilise un ou des cones de révolution à paroi épaisse de caoutchouc, travaillant en ci- saillement, combiné à une compression, ce qui permet de cons- tituer une enceinte à volume variable o un transfert de li- quide entre deux chambres est exploité pour l'amortissement des oscillations de grande amplitude. Pour remédier aux inconvénients des solutions hydrauliques, l'invention propose une solution pneumatique évitant de ce fait les risques de fuites, de gel du fluide et permettant un allègement de l'ensemble de suspension. L'invention est une application pneumatique d'un tel disposi- lf, 'formé d'une enceinte à volume variable fermé par une paroi épaisse de caoutchouc adhérisé à des armatures de ren- fort caractérisée en ce qu'elle supporte une contrainte supé- rieure à la charge suspendue Celle-ci est en effet accrue du fait que règne sous la membrane une dépression modérée, pro- voquant un équilibre statique plus bas que la position de repos de la membrane sous la charge La dépression quirège dns la chamixw est m du J Me parla mise en communicaticn xapide de l'enceinte 2 2544520 avec l'un ou l'autre de deux extravolumes de part et d'autre d'une faible course morte encadrant la position d'équilibre. Vers l'accroissement de charge d'une part, un volume limité préalablement remis à la pression atmosphérique à travers un filtre à faible section de passage, ou vers la réduction de charge, d'autre part, un autre volume limité, préalable- ment soumis à la dépression maximale du moteur, permettent que s'exerce, lors de l'ouverture de l'une ou l'autre des dites communications rapides, une force accélératrice de correction du déplacement limitée à une valeur acceptable pour le confort de l'habitacle, par exemple 0,2 fois la valeur de la pesanteur sur le groupe moteur. Si un cycle oscillatoire d'amplitude notable tend à se pro- duire, un rétablissement progressif de la pression atmosphé- rique d'une part, de la dépression maximale d'autre part dans chacun des volumes fournira un travail positif s'oppo- sant aux déplacements, apportant un amortissement actif qui peut facilement dépasser l'énergie perturbatrice à l'origine du débattement. On se rapporterapour un exemple non limitatif de réalisa- tion pratique, à la figure 1 o deux ressorts coniques-tête- bêche(l)et( 2)enferment une enceinte( 3)o règne la pression d'équilibre à faible dépression En cas de compression du support élastique, une valve( 4)ouvre la communication avec une chambre( 5)o règne la pression atmosphérique, grace à une mise à l'air libre lente à travers un filtre( 6)apte à retenir par la même occasion les poussières qu'il serait dangereux d'entraîner jusqu'à la prise de dépression du carburateur Ce filtre ( 6) est réalisé, par exemple, en feu- tre porté par un grillage ou encore en matériau cellulaire déformable avec faible fuite répartie dans toute sa surface. Ainsi la réduction brutale de la dépression à une valeur précalculée exerce un rappel vers une position d'équilibre plus haute du groupe moteur. Au contraire, en cas de détente des ressorts( 1)et( 2) une valve( 7) réalisée par moulage dans les pièces de catn)tchouc met en communication l'enceinte( 3) avec une chambre(e priala- blement soumise à la dépression du moteur grâce à une valve 3 2544-8,20 antiretour Le volume est calculé pour acrroître la dépres- sion de façon à rappeler aussitôt l'équilibre vers une posi- tion plus basse du groupe moteur Un faible débit de réta- blissement de la dépression dans la chambre 8 doit éviter des oscillations entretenues entre les deux positions d'é- quilibres précitées, représentées en I et J sur la figure 2. Le diagramme de fonctionnement est représentésuringraphique o les abstissoe sont les dépacements verticaux, et les ordonnées la force exercée par le support élastique sur la masse suspendue. A l'intérieur des limites GH o s'ouvrent les communications avec l'un ou l'autre des extravolumes, la masse d'air enfer- mée dans le volume de travail ( 3) procure à l'ensemble, du fait de son petit volume,une rigidité représentée par le segment AB lorsqu'on est à l'équilibre avec la charge nomi- nale, et qui se déplace parallèlement en DC ou en EF si la masse d'air a été accrue ou réduite par la communication. Au delà de l'ouverture de l'une ou l'autre communication dans l'hypothèse o la régulation rétablissant les pressions antérieures ne se fait que lentement par rapport à un cycle d'oscillations, l'équilibre est décrit par la courbe poly- tropique du volume total CX ou EY Dans le cas contraire d'une régulation de niveau agissant immédiatement, les forces en jeu-sont représentées par CU ou EV, avec des accélérations correctrices du déplacement exagérées par rapport au con- fort requis. A grand débattement du moteur, le confort dans la caisse est ainsi équivalent à celui d'une suspension pneumatique de grande flexibilité qui suivrait le diagramme WZ parallèle aux deux polytropiques CX et EY La différence de comporte- ment est le travail actif absorbé dans un cycle Si la communication se referme en H,la détente dans l'enceinte ( 3) suit la pente relativement raide CD, au contraire, la compression à partir de G suit la pente EF jusqu'à ce que l'autre communication se produise. Le travail fourni contre la pesanteur est représenté par l'aire du parallélogramme EFCD parcouru dans le sens négatif, au contraire d'un cycle d'hytèrésis transformant en chaleur 4 2544820 cette énergie perdue en suivant un parallélogramme KLMP, représentatif d'un-amortissement à friction (ou une ellipse pour un amortissement visqueux) Dans un mouvement périodi- que sinusoïdal, ces deux diagrammes se retrouverait en opposition de phase Si le rétablissement des pressions n'a pas le temps de se produire, le parallélogramme va se ré- duire jusqu'au segment AB, et un réglage expérimental de gicleurs permet de choisir le compromis d'amortissement voulu sans accroître les accélérations exercées. 2544820 REVENDICATIONS 1) Support élastique de moteur disposant d'une source de dépression, formé d'une enceinte à volume variable ( 3) fermée par une paroi épaisse de caoutchouc adhérisé à des armatures de renfort, caractérisé en ce que la dite paroi supporte une contrainte supérieure à la charge suspendue, sous l'effet d'une dépression modérée qui provoque un équi-' libre statique plus bas que la position de repos de la paroi chargée, et en ce que cette dépression est modulée par la mise en communication rapide, de part et d'autre d 9 une faible course morte (GH) encadrant la position d'équilibre, avec l'un ou l'autre de deux extravolumes dont l'un ( 5) est préa- lablement remis à la pression atmosphérique par un filtre à faible section de passage ( 6), l'autre ( 8) étant soumis à la dépression maximale du moteur, de façon à ce que s'exerce, dès la mise en communication, une force accélératrice de correction du déplacement, limitée à une valeur acceptable pour-le confort de l'habitacle du véhicule. 2) Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte est formée de deux parois coniques( 1) et ( 2) dont les flexibilités sont mises en série pour porter la charge suspendue. 3) Dispositif, selon l'une des revendications 1 ou 2, carac- térisé en ce que la ou les valves de communication rapide ( 7) et ( 4) entre les volumes sont intégrées, par fabrication, à l'intérieur de ltenceinte à volume variable. 4) Dispositif, selon l'une des revendications 1 à 3, caracté- risé en ce que l'un ou les deux extravolumes ( 5) et ( 8) ont une paroi commune avec une armature rigide de l'enceinte déformable et sont superposés au dit support élastique. 5) Dispositif, selon lune quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le filtre de mise à la pression atmosphérique ( 6) est réalisé en matériau déformable tel qu'un élastomère cellulaire avec faible fuite répartie dans toute sa paroi.