Brevet FR2593869A1 — publié le 19870807

SUSPENSION COMPOSITE A OUVERTURE VARIABLE POUR MOTEUR La présente invention se rapporte à une sus- pension composite pour moteur qui absorbe les vibra- tions grâce à l'élasticité d'un coussinet de caoutchouc et à la résonance d'un fluide qui s'écoule à travers un orifice,et plus particulièrement à une suspension de moteur complexe du type comportant un orifice variable. Dans un véhicule automobile, des vibrations sont engendrées dans unelarge gamme de fréquences et d'amplitudes en fonction des conditions de fonctionne- ment du véhicule, en particulier de la vitesse de rota- tion du moteur. Par suite, le moteur d'une automobile est souvent monté sur le châssis au moyen d'une suspen- sion de moteur composite qui est capable d'absorber une large gamme de vibrations. Une suspension composite pour moteur comporte une première chambre pour fluide qui est entourée par un coussinet de caoutchouc et une seconde chambre pour fluide qui est délimitée par un diaphragme flexible, les première et seconde chambres étant reliées par un orifice. Lorsque le coussinet de caoutchouc est déformé de façon importante par une charge, le fluide s'écoule de la première à la seconde chambres à fluide à travers l'orifice pour absorber des vibrations de grande amplitude. Les vibrations de petite amplitude sont absorbées par la déformation du coussinet de caoutchouc. D'une manière générale, l'orifice d'une telle suspension composite pour moteur comporte des dimensions fixées. Un inconvénient d'une telle suspension pour moteur comportant un orifice de dimensions fixées comme mentionné ci-dessus est que les vibrations de basse fréquence qui apparaissent pendant le fonctionnement au ralenti du moteur ne peuvent pas être absorbées sauf si la section de passage efficace de l'orifice est choisie suffisamment faible pour diminuer la fréquence de réso- nance du fluide qui s'écoule entre les chambres à fluide. Ceci réduirait la masse du fluide contenu dans l'ori- fice et par suite augmenterait la constante dynamique de ressort, ce qui rendrait difficile d'absorber de manière efficace les vibrations de haute fréquence dont l'amplitude est faible. D'autre part, si l'ori- fice comportait une section de passage efficace impor- tante afin de maintenir une constante de ressort dyna- mique faible, même pour des fréquences de vibrations élevées, l'effet de résonance du fluide ne serait pas atteint pour des oscillations de basse fréquence. Compte tenu de ce qui précède, on a proposé d'établir une communication de fluide entre la première et la seconde chambres à fluide par un orifice qui pré- sente une section de passage relativement importante et qui est ouvert et fermé sélectivement par une valve, comme décrit dans la demande japonaise mise à la dispo- sition du public (Kokai) n 59-40945. L'orifice décrit est fermé sous l'effet de vibrations de basse fréquence et ouvert sous l'effet de vibrations de haute fréquence, grâce à quoi la constante de ressort dynamique augmente sous l'effet de vibrations de basse fréquence et dimi- nue sous l'effet de vibrations de haute fréquence. Ceci toutefois présente un autre inconvénient: la commande de l'ouverture et de la fermeture de l'orifice a pour effet des changements notables de la constante dyna- mique de ressort. Par suite, une conception de ce type permet simplemenrt de faire varier la constante dynamique de ressort entre deux types différents de conditions de fonctionnement du véhicule, à savoir des conditions spéciales, telles qu'une accélération rapide, et des conditions de fonctionnement ordinaires. En revanche, elle ne permet pas de faire varier de manière continue la constante dynamique de ressort sous l'effet du chan- gement de vibration lorsque l'on passe du domaine de fonctionnement au ralenti au domaine de haute vitesse. Entre-temps, La vitesse de rotation du moteur et par suite la caractéristique de vibration varient même dans la plage de fonctionnement au ralenti en raison de la montée du ralenti et de causes diverses. Par conséquent, il serait préférable de commander la constante dynamique de ressort également dans la zone de fonctionnement au ralenti. Bien qu'il soit possible de réaliser un dispositif tel que la section de passage efficace de l'orifice puisse être commandée de manière 1i continue en réponse à la variation de la vitesse du moteur, ceci ne peut pas être réalisé sans recourir à une commande extrêmement difficile étant donné que, dans une zone de fonctionnement au ralenti, il serait nécessaire de continuer à commander la faible section de l'orifice. Une autre réalisation de type connu corncerne une suspension pour moteur dans laquelle la longueur d'un orifice peut être commandée dans une zone de vibration de basse fréquence et de grande amplitude telle que la mise en route du moteur, comme décrit dans la demande japonaise mise à la disposition du public (Kokai) n 60-73146. Ce type de concept est désavantageux en ce que, en raison du fait que la section de passage de l'orifice est trop faible pour avoir un effet notable sur le volume de la partie d'orifice ou la masse de fluide contenue dans cette partie d'orifice, et que seul le coefficient d'amor- tissement est commandé, il est Impossible de changer la constante dymanique de ressort sous l'effet de la vitesse de rotation du moteur. L'invention a,par conséquent pour objet de commander la constante dynamique de ressort d'une sus- pension de moteur de manière optimale sous l'effet d'une variation des vibrations dans tout le domaine de vitesse du moteur, c'est-à-dire depuis le fonctionne- ment au ralenti jusqu'au domaine de haute vitesse, de manière à absorber une plage de vibrations plus éten- due que dans Les dispositifs connus. Un autre objet de La présente invention est de commander de manière fine la constante dynamique de ressort d'une suspension de moteur même dans un domaine de fonctionnement au ralenti. Afin d'atteindre ces buts, une suspension composite pour moteur conforme à la présente inven- tion comporte un premier orifice dont on peut commander la longueur et un second orifice dont on peut commander la section de passage efficace, ces orifices servant à faire communiquer l'une avec L'autre deux chambres à fluide. Dans un domaine de fonctionnement au raLenti, le second orifice est fermé et la longueur du premier orifice est commandée tandis que, dans une zone de fonctionnement à haute vitesse, te second orifice est commandé de manière à commander la section de passage efficace de l'ensemble des orifices. Dans cette réalisation, dans une zone de fonc- tionnement au ralenti, les deux chambres à fluide sont mises en communication par le premier orifice tandis que, simultanément, la longueur du premier orifice est commandée sous l'effet de la vitesse du moteur pour changer la masse de fluide contenue dans l'orifice. Ceci permet de commander de manière fine la constante dynamique de ressort de la suspension de moteur sur la base des fluctuations de vitesse du moteur. Par suite, il n'est pas nécessaire que la section de passage du premier orifice augmente, de telle sorte que la fré- quence de résonance du fluide est maintenue suffisam- ment basse pour absorber de manière efficace les vibra- tions de basse fréquence. Dans un domaine de haute vitesse, les deux chambres à fluide sont mises en communication par le second orifice dont la section de passage est importante, ce qui réduit la constante dynamique de ressort à une valeur optimale pour les vibrations instantanées. De cette manière, La constante dynamique du ressort de la suspension de moteur est commandée de manière optimale sur toute la plage de fonctionne- ment du moteur, à savoir depuis le fonctionnement au ralenti jusqu'au domaine de haute vitesse. Grâce à cela, les vibrations du moteur sont absorbées de manière efficace. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif et nullement limitatif, en réfé- rence aux figures annexées, sur lesquelles: - La figure 1 est une vue verticale en section montrant une partie essentielle d'un support de groupe moteur auquel une suspension de moteur de type composite mettant en oeuvre la présente inven- tion est appliquée; - Les figures 2A et 2B sont des vues en plan représentant deux états de fonctionnement diffé- rents d'une plaque de séparation qui fait partie de la suspension pour moteur représentée sur la figure 1; et - Les figures 3A et 3B sont des vues en section selon la ligne III-III des figures 2A et 2B respectivement. En référence à la figure 1, un groupe moteur, non représenté, est constitué d'un moteur, d'une trans- mission de puissance et d'autres organes, et est muni d'une patte 1. La patte 1 est supportée sur un châssis de véhicule par une suspension pour moteur de type composite 2 conforme à la présente invention et un amortisseur 3 qui est adapté à amortir les vibrations de grande ampli- tude qui peuvent se produire pendant la mise en route du moteur, lorsque La voiture subit des secousses et dans d'autres conditions. La suspension pour moteur 2 comporte un bol- tier cylindrique 5 qui est monté sur le châssis 4 et un coussinet de caoutchouc conique 6 qui couvre le sommet du bottier 5 de manière étanche aux fluides. Une fixation de métal 7 adaptée à être fixée sur la patte 1 est fixée sur le sommet du coussinet 6 par vulcanisation. Une partie d'extrémité inférieure du boîtier 5 est divisée de manière étanche aux fluides par un diaphragme mince et flexible 8 qui peut être constitué de caoutchouc par exemple. De cette manière, le boîtier 5, le coussinet de caoutchouc 6 et le dia- phragme 8 coopèrent pour définir un espace étanche aux fluides. Cet espace est divisé par une plaque de sépa- ration 9 en une première chambre à fluide 10 ou chambre supérieure et une seconde chambre à fluide 11 ou chambre inférieure. De l'huile ou un autre fluide incompressible est enfermé dans les chambres 10 et 11. La plaque de séparation 9 se compose d'une plaque fixe 12 en forme de disque qui est fixée au bottier 5, d'une première plaque mobile 13, de forme annulaire, maintenue en contact intime avec la partie périphérique de la plaque 12, et d'une seconde plaque mobile 14, en forme de disque, maintenue en contact intime avec une partie centrale de la plaque 12, cette plaque 14 étant logée dans une ouverture centrale de la plaque annulaire 13. Une crémaillère annulaire 15 est prévue sur la face inférieure de la première plaque mobile 13. Elle engrène avec un pignon 17. De manière identique, une crémaillère annulaire 16 est prévue sur la face inférieure de La seconde plaque mobile 14. Cette crémaillère 16 engrène avec un pignon 18. Dans cette réalisation, chacune des plaques 13 et 14 est montée tournante autour d'un axe de la plaque de séparation 9 entraînée par les pignons 17 ou 18. Les pignons 17 et 18 sont à leur tour respectivement entraînés en rota- tion par les actionneurs 19 et 20 qui sont montés sur la périphérie extérieure du boîtier 5. Comme représenté sur les figures 2A, 2B, 3A et 3B, la plaque fixe, ou le disque fixe 12 comporte à sa périphérie une ouverture traversante 21 dont la section est relativement petite. La première plaque mobile, ou premier anneau mobile 13 comporte un trou 22 en arc de cercle situé à un emplacement correspondant au trou 21 du disque fixe 12. Le trou 22 est conformé de manière à augmenter de façon continue en profondeur et à se terminer par une ouverture traversante 23. Dans cette réalisation, les première et seconde chambres à fluide 10 et 11 sont mises en communication l'une avec l'autre par un premier orifice 24 qui est défini par l'ouverture 21 du disque fixe 12 et par le trou 22 et l'ouverture 23 de l'anneau mobile 13. La longueur du premier orifice 24 varie en fonction de la distance entre les ouvertures 21 et 23. En d'autres termes, elle est commandée en faisant tourner l'anneau mobile 13. Comme représenté sur Les figures 2A et 2B, le disque fixe 12 comporte, dans une partie centrale, une paire d'ouvertures en forme de secteurs 25 présen- tant chacune un angle au centre de 90 environ et espa- cées l'une de l'autre par une distance circonférentielLe de 90 environ. De manière identique, le disque mobile 14 comporte une paire d'ouvertures 26 en forme de secteur présentant chacune un angle au centre de 90 approxima- tivement et espacées l'une de L'autre d'un angle de 900 environ. Les ouvertures 25 et 26 constituent un second orifice de section relativement importante. Précisément, lorsque les ouvertures 25 et 26 sont alignées l'une avec l'autre, les chambres à fluide 10 et 11 sont mises en communication l'une avec l'autre par le second ori- fice 27. La section de passage efficace du second ori- fice 27 varie en fonction de la position relative des ouvertures 25 et 26. En d'autres termes, elle est com- mandée en faisant tourner le disque mobile 14. Comme représenté sur la figure 2A, lorsque les ouvertures 25 et 26 sont décalées de 90 l'une par rapport à l'autre, le second orifice 27 est complètement fermé. Les actionneurs 19 et 20 associés aux pignons 17 et 18 respectivement sont commandés par un circuit de commande qui engendre un signal de commande en réponse à un signal de vitesse de rotation du moteur. Précisément, dans un domaine de fonctionnement au ralenti du moteur, L'actionneur 9 est actionné dans un sens qui réduit La longueur de l'orifice 24 lorsque la vitesse du moteur augmente, tandis que dans un domaine de haute vitesse du moteur, l'actionneur 20 est actionné dans un sens qui augmente la section de l'orifice 27 lorsque la vitesse du moteur augmente. Dans un domaine de basse vitesse du moteur, le second orifice 27 est complètement fermé. Par conséquent, dans ce mode de réalisation particulier, Les actionneurs 19 et 20 et leurs circuits de commande associés constituent un premier dispositif de commande adapté à commander la longueur de l'orifice 24 et un second dispositif de commande adapté à commander la section de passage efficace de l'orifice 27. En fonctionnement, lorsque le moteur tourne au ralenti, les ouvertures 25 du disque fixe 12 et les ouvertures 26 du disque mobile 14 restent décaLées les unes par rapport aux autres de 90 lorsque l'orifice 27 est complètement fermé, commre représenté sur la figure 2A. Lorsque la vitesse du moteur est basse, la distance entre l'ouverture 21 du disque fixe 12 et l'ouverture 23 du disque mobile 13 est la plus grande, comme représenté sur les figures 2A et 3A; en d'autres termes, La lon- gueur de l'orifice 24 est maximale. Dans ces conditions, les chambres à fluide 10 et 11 de la suspension de moteur 12 sont mises en communication par l'orifice 24 qui est Long et étroit, comme on l'a expliqué. Lorsque La vitesse du moteur est basse, comme expliqué ci-dessus, les vibrations du moteur présentent une fréquence qui est en général basse et 2595t dont l'amplitude est relativement importante. Par suite, le coussinet de caoutchouc 6 subit un degré de déformation important qui a pour effet que la chambre à fluide 10 s'étend et se contracte. En conséquence, le fluide contenu dans les chambres à fluide 10 et 11 est contraint de traverser l'orifice 24, les vibrations étant absorbées par la résonance du fluide. Dans cet exemple, la masse de fluide contenue dans l'orifice 24 est importante et par suite la cons- tante dynamique de ressort de la suspension de moteur 2 est faible. De cette manière, les vibrations dans le domaine de fonctionnement au ralenti du moteur sont absorbées. Lorsque la vitesse du moteur augmente dans la zone de fonctionnement au ralenti du moteur, l'action- neur 19 est actionné pour entrahîner en rotation le disque mobile 13 de manière à rapprocher l'ouverture 21 du disque fixe 12 et l'ouverture 23 du disque mobile 13 l'une de l'autre, comme représenté sur la figure 3B. Ceci raccourcit l'orifice 24 et, de cette manière, réduit la masse de fluide contenue à l'intérieur de l'orifice 24. En outre, en raison du fait que le trou 22 qui met en communication les ouvertures 21 et 23 l'une avec l'autre présente une section qui augmente de façon continue, la section de passage efficace de l'orifice 24 augmente. Par conséquent, la constante dynamique de ressort de la suspension de moteur 2 est commandée de manière à être égale à une valeur adéquate pour absorber les vibrations instantanées. Dès que la vitesse du moteur atteint les plus hautes vitesses de la zone de fonctionnement au ralenti, l'ouverture 21 du disque fixe 12 et l'ouverture 23 de l'anneau mobile 13 sont complètement alignées l'une avec l'autre, comme représenté sur la figure 2B. Lorsque la vitesse du moteur augmente encore, l'actionneur 21 est actionné pour faire tourner le disque mobile 14 jusqu'à ce que les ouvertures 25 du disque fixe 12 et 1 0 les ouvertures 26 du disque mobile 14 se recouvrent l'une l'autre pour ouvrir l'orifice 27, comme repré- senté sur la figure 2B. En conséquence, une communi- cation est établie entre la chambre à fluide 10 et la chambre à fluide 11 de la suspension de moteur 2 à la fois par l'orifice 24 et par l'ori- fice 27. De cette manière, dans un domaine de fonc- tionnement à haute vitesse dans lequel l'amplitude des vibrations est faible, le fluide peut s'écouler facilement entre la chambre à fluide 10 et la chambre à fluide 11de la suspension de moteur 2 de manière à maintenir une faible valeur de la constante dynamique de ressort de la suspension de moteur. Grâce à ceci, les vibrations de haute fréquence sont absorbées de manière efficace. La constante dynamique de ressort dépend du degré de recouvrement des ouvertures 25 du disque fixe 12 et des ouvertures 26 du disque mobile 14, c'est-à-dire de la section de passage de l'orifice 27. En d'autres termes, la constante dynamique de ressort est commandée sur la base du degré de rotation du disque mobile 14. Comme décrit ci-dessus, le degré de rotation de l'anneau mobile 13 et du disque mobile 14 sont com- mandés de manière à commander la constante dynamique de la suspension de moteur 2 de la zone de fonctionnement au ralenti jusqu'à la zone de haute vitesse de façon à absorber les vibrations se produisant à une vitesse quelconque du moteur. Il convient de noter que les vibrations de grande amplitude se produisant par exemple au cours de la mise en route du moteur et en cas de choc du véhicule sont absorbées par l'amortisseur 3. Bien que le trou 22 qui forme une partie de l'orifice 24 ait été représenté et décrit avec une profondeur augmentant de manière continue de telle sorte que la longueur aussi bien que la section de passage efficace de I'orifice 24 peuvent ftre changées, ce trou pourrait présenter une section transversale uniforme. En outre, Le mouvement de rotation des élé- ments mobiles 13 et 14 qui sont associés aux orifices 24 et 27 respectivement peut être remplacé par un mou- vement Linéaire de gLissement, si on le désire. REVENDICATIONS 1. Suspension composite pour moteur compre- nant: - une première chambre à fluide (10) déli- mitée par un coussinet de caoutchouc (6); - une seconde chambre à fluide (11) déli- mitée par un diaphragme flexible (8) et mise en com- munication avec la première chambre à fluide (10) par un premier orifice (24) dont on peut commander la lon- gueur et un second orifice (27) dont on peut commander la section de passage; - ladite première chambre à fluide et ladite seconde chambre à fluide (11) étant remplies d'un fluide; - un premier dispositif de commande (19) pour commander la longueur du premier orifice (24) en fonction de la vitesse du moteur; et - un second dispositif de commande (20) pour fermer ledit second orifice dans une zone de fonctionne- ment au ralenti du moteur et pour commander la section de passage efficace de ce second orifice (27) en fonc- tion de la vitesse du moteur dans un domaine de haute vitesse du moteur. 2. Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites première et seconde chambres à fluide (10 et 11) sont séparées l'une de l'autre par une plaque de séparation (9) qui est cons- tituée d'une plaque fixe (12) et d'une première et d'une seconde plaques mobiles (13 et 14), chacune de ces plaques (13 et 14) étant maintenue en contact serré avec la plaque fixe (12); - ledit premier orifice étant constitué d'une ouverture de faible section (21) qui est formé au travers de ladite plaque fixe (12) et qui communique avec la première chambre à fluide (10), d'une ouverture de faible section de passage (23) qui est formée au travers de ladite plaque mobile (13) et qui communique avec ladite seconde chambre à fluide (11) et d'un pas- sage (24) communiquant avec Les ouvertures (21) et (23), ladite première plaque mobile (13) faisant varier la longueur dudit premier orifice (24) lorsqu'elle est déplacée; - ledit second orifice (27) comprenant des ouvertures de large section de passage (25, 26) qui sont formées au travers de la plaque fixe et de la seconde plaque mobile (13, 14), ladite seconde plaque mobile (14) faisant varier la section de passage effi- cace dudit second orifice lorsqu'elle est déplacée. 3. Suspension selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite première plaque mobile (13) comprend une plaque annulaire qui fait face à une par- tie périphérique de ladite plaque fixe (12), ladite seconde plaque mobile (14) étant constituée d'un disque qui est reçu au centre de l'ouverture de la plaque annulaire (13), ladite plaque annulaire (13) et le disque (14) étant libres de tourner relativement à la plaque fixe (12) et étant entraînés en rotation par lesdits premier et second dispositifs de commande (19, ) respectivement. 4. Suspension selon la revendication 2, caractérisée en ce que le passage (24) est défini par un trou (22) formé dans la plaque fixe (12) ou dans la plaque mobile et l'autre desdites plaques, ce trou étant oblique de manière que sa profondeur augmente de façon continue.