Brevet FR2602468A1 — publié le 19880212

Véhicule automobile à roues,du type tout-terrain à transmission intégrale. L'invention concerne un véhicule automobile à roues du type tout-terrain à transmission intégrale, c'est-à-dire dont toutes les roues sont adaptées a être motrices, notamment un véhicule lourd susceptible de convenir à des applications civiles et militaires. On connaît déjà des véhicules de ce type, mais il s'agit en général de véhicules relativement 10 légers (de poids inférieur à une dizaine de tonnes) et comportant en conséquence seulement deux ou trois essieux, c'est-à-dire quatre ou six roues. Toute augmentation de poids envisagée nécessite la présence d'un essieu supplémentaire, et l'on est ainsi naturellement 15 amené à la conception d'un camion articulé (semiremorque) dont toutes les roues ne sont pas motrices. Cependant, cette solution n'est pas toujours optimale par suite des conditions particulières de conduite de ce type de véhicules, et du fait que si le quatrième es20 sieu s'impose à cause du poids en charge du véhicule et du surdimensionnement nécessité par l'utilisation tout terrain,sa présence n'est pas forcément justifiée par la longueur prévue pour le véhicule, laquelle doit de préférence être la plus faible possible pour une utili25 sation aisée endbut terrain et permettre au véhicule de s'inscrire aisément dans les courbes des routes,sans toutefois que la faible longueur soit compensée par une grande hauteur, afin de conserver un centre de gravité relativement bas et également pour que le véhicule ne soit pas obligatoirement à classer "convoi exceptionnel". L'invention a donc pour but de créer un véhicule automobile à roues du type tout terrain susceptible d'admettre un poids en charge supérieur à une dizaine de tonnes, le choix d'un véhicule à roues plut8t qu'à chenilles étant dû à la nécessité d'une utilisation mixte du véhicule, celui-ci pouvant être amené à emprunter l'infrastructure routière classisque. A cet effet, le véhicule doit rester maniable donc compact, tout en présentant un grande robustesse et une grande fiabilité sans pour autant impliquer des coûts defabrication, d'utilisation, de maintenance et de dépannage importants; une standardisation poussée des éléments est donc également recherchée. Ainsi, l'invention concerne un véhicule 10 automobile caractérisé en ce qu'il comporte une cabine et un plateau ne comportant pas d'articulation l'un par rapport à l'autre autour d'un axe vertical, portés par deux longerons supportés à l'avant et à l'arrière du véhicule par deux trains de roues motrices respec15 tifs comportant chacun au moins deux roues avant larotrices respectivement de part et d'autre d'un pont avant et au moins deux roues arrière motrices respectivement de part et d'autre d'un pont arrière identique au pont avant, les roues motrices du train avant sont également 20 directrices et les ponts du train avant sont espacés de la même distance que ceux du train arrière et identiques à ceux-ci mais munis en plus de joints homocinétiques, et les roues de chacun des deux trains sont montées mobiles en pivotement autour d'un axe de pivo25 tement respectif transversal situé sensiblement à égale distance entre les roues avant et les roues arrière du train de roues correspondant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va 30 suivre se rapportant à une forme de réalisation donnée à titre d'exemple non limitatif et représentée sur les dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté d'un véhicule selon l'invention; - la figure 2 est une vue de face de ce véhicule, - la figure 3 est une vue de dessus du véhicule, - la figure 4 est une vue de dessus montrant 5 la géométrie du braquage des roues, - les figures SA et 5B sont des vues respectivement de côté et de dessus montrant en correspondance les pièces principales du mécanisme de direction et la façon dont elles coopèrent avec les roues, la figure 6 est une vue de côté du mécanisme de direction et des principaux organes de suspension des roues du train avant, - la figure 7 est une vue de face partiellement coupée d'une partie des organes représentés sur 15 la figure 6, - la figure 8 est une vue de face partiellement coupée d'autres organes représentés sur la figure 6. Le véhicule automobile représenté sur les 20 figures est un camion à huit roues motrices dont quatre sont directrices, du type plateau, c'est-à-dire qu'il comporte une cabine 1 et un plateau 2 sans articulation l'un par rapport à l'autre autour d'un axe vertical comme c'est le cas pour les semi-remorques. La cabine 1 25 et le plateau2 sont portés par deux longerons 3 supportés à l'avant et à l'arrière du véhicule par deux trains 4,5 de roues motrices respectifs comportant chacun (au moins) deux roues avant 41,51 motrices respectivement de part et d'autre d'un pont avant 42,52 et (au moins) deux roues arrière 43, 30 53 motrioes respectivement de part et d'autre.'un pont arrière 44,54 identique au pont avant; les roues motrioes 41,43 du train avant 4 sont également directrices et les ponts 42,44 du train avant sont espacés de la mâre distance que ceux 52,54 du train arrière et identiques à ceux-ci mais munis en plus 35 de joints homocinétiques; les roues de chacun des deux trains 4,5 sont montées mobiles en pivotement autour d'un axe 45,55 d'un pivot respectif transversal au véhicule situé sensiblement à égale distance entre les roues avant et les roues arrière du train de roues correspondant (représenté sur toute sa longueur,sur la figure 3,seulement pour le train arrière, afin d'alléger le dessin). Afin que le camion puisse progresser sur 10 des terrains présentant des changements de pente importants, la tangente aux roues avant 41 du véhicule passant par la base du pare-chocs avant 11 fait avec le plan défini par la base des roues un angle de 46 degrés, obtenu grace au faitNque le moteur 12 est dans une position très reculée, seulement légèrement en porte à faux en avant du pont avant 42; en revanche,pour que la charge utile soit bien répartie sur les deux trains de quatre roues, la cabine de pilotage 1 est "avancée" sur le moteur, et l'arrière du moteur est partiellement 20 entre les deux sièges de la cabine, de sorte que les portes de la cabine sont au-dessus des roues avant 41; dans le même ordre d'idées, la tangente aux roues arrière 53 du véhicule passant par la base de l'arrière du véhicule fait avec le plan défini par la base des roues, 25 un angle de 38 degrés. Pour des dimensions hors tout de environ 7,20 m (longueur) x 2,25m (largeu" x 2,60 m (hauteur) et un poids à vide de 7000 kg environ, on obtient une répartition des charges de environ. 3,5 tonnes par train 30 de roues, s'appliquant respectivement à mi-distance entre les roues du train avant, soit à 1,70 m de l'avant du véhicule et à mi-distance entre les roues du train arrière, soit à 1,75 m environ de l'arrière (équivalent à un empattement de 3,75mJ, le centre de gravité étant environ à 1,85 m de l'axe du train avant et à 1,90 m de celui du train arrière; en charge (avec 7000 kg de charge utile), le centre de gravité passe à environ 2,35 m du train avant et 1,4 m du train arrière définis corme ci-dessus, avec 5200 kg sui le train avant et 8800 kg sur le train arrière. La charge utile est disposée sur le châssis, surbais5 sé, à environ 1,20 m du sol, et la longueur disponible pour la charge utile est de 5,00 mètres grâce à l'avancement de la cabine sur le moteur; un espace de 0,40 m est nme prévu entre la paroi arrière de la cabine et l'ermplacement de la charge utile, pour le rangement de différents accessoires tels qu'une roue de secours, une échelle pour l'accès au plateau, etc. Ce véhicule acomme on l'a vu, huit roues motrices, présentant à l'arrière comme à l'avant une structure symétrique avec une voie de 1,90 m environ et un écartement des axes des roues avant et arrière 15 d'un même train de environ 1,20 m,et quatre de ces roues sont directrices, à savoir les quatre roues 41,43 du train avant 4. La maniabilité du véhicule en tout terrain et sur route dans les courbes, est due en partie à 20 son faible rayon de braquage (environ 10,75 m hors tout), obtenu grace à la géométrie et au dimensionnement étudiés des trains avant et arrière. L'écartement des axes des pivots 46 (figure 5B) des roues des ponts du train avant (sensiblement au droit du flanc interne des pneumatiques est d'environ 1,60 m,et l'écartement des roues du train arrière est identique; l'angle a déterminé par l'axe longitudinal du véhicule et la droite qui joint l'intersection de cet axe longitudinal avec 1 'a transversal du train arrière situé à mi-distance de ses roues avant et arrière au pivot de 30 chaque roue arrière 43 du train avant est de 14 21', tandis que l'angle 0 déterminé par l'axe longitudinal et la droite qui joint l'intersection de ces axes longitudinal et transversal au pivot de chaque roue avant 41 du train avant est de 10 27'. De plus, en ce qui concerne les roues avant 41 du train 35 avant, lors d'un braquage de la direction, la roue interne effectue un pivotement maximal de 30 degrés tandis que la roue externe effectue un pivotement maximal de 25028', alors qu'en oe qui concerne les roues arrière 43 de ce train avant, les valeurs correspondantes sont respectivement de 22 34' et de 18 56'. L'angle 5 entre l'axe longitudinal du véhicule et la droite qui joint le pivot de la roue à l'articulation du bras de direction 47 et de la barre d'accouplement 48 des leviers des deux roues du mNme pont (schématisés sur la figure 5B) est de 10 27' pour les roues avant du train avant et de 14 21' pour les roues arrière et est 10 donc égal à l'angle entre l'axe longitudinal du véhicule et la droite qui joint le pivot de la roue concernée à l'intersection de l'axe longitudinal et de l'axe transversal qui a déjà été défini plus haut. Les valeurs choisies permettent (mais ce 15 ne sont pas les seules possibles) que, lors d'un braquage,les projections verticales (sur un plan horizontal) respectives des prolongements des axes centraux de rotation de chaque roue directrice se coupent en un même point, situé sur la projection verticale sur un plan horizontal du prolongement de l'axe de pivotement du train arrière situé à égale distance des roues avant et arrière de ce train arrière. La transmission du mouvement du moteur 12 (6 cylindres délivrant 165 chevaux à 2900 t/mn) aux 25 roues est effectudepar l'intermédiaire d'un embrayage dit du type 14" et de la boite de vitesses 60 (5AV + 1 AR) en bout d'arbre moteur, reliée par un arbre de transmission 61 à une botte de transfert 62 à différentiel répartiteur de couple entre le train avant et le 30 train arrière, à deux vitesses (rapports 1 et 1/2) (figure 1). De la botte de transfert 62, partent deux arbres de transmission du mouvement 63,64 respectivement au point arrière 44 du train avant et au point avant 52 du train arrière; deux autres arbres de transmission 35 inter-ponts 65,66 partent respectivement du pont arrière 44 du train avant pour transmettre le mouvement au pont 260Z468 avant 42, et du pont avant 52 du train arrière pour le transmettre au pont arrière 54. Les ponts du train avant et ceux du train arrière sont identiques, à cette différence près que les ponts (42,44) du train avant comportent. des joints homocinétiquesconnu sous le nom de joints RZEPPA de 6"; deux ponts d'un même train sont également identiques; les quatre ponts comportent un différentiel et sont au rapport de 1/6,66 à double démultiplication. La commande des roues directrices est assistée et effectuée à partir du volant et de la colonne de direction,solidarisée à un bottier de direction 70 à circulation de billes (figure 5A et 6) d'o part, vers le bas,un levier de direction aval 71 articulé selon 15 un axe horizontal à une extrémité d'une bielle de commande 72 en deux parties vissées l'une dans l'autre de maanière à être de longueur réglable et disposée horizontalement; l'extrémité opposée de la bielle de commande est fixée à un tiroir hydraulique 73 20 commandant un vérin hydraulique 74 d'assistance dont une extrémité du corps est solidarisée en appui contre un point fixe et dont l'extrémité libre de la tige porte une bielle 75 ar deux parties elle-m.e solidarisée par l'intermédiaire d'une rotule à un levier relais 76 dont une 25 extrémité est articulée à un point fixe et dont deux autres zones comportent des articulations respectives avec une bielle de commande 77 deti/mnerie du pont avant et avec une bielle de commande 78 de timonerie du pont arrière, du train avant; ces deux bielles de commande 30 77,78 sont en troisparties vissées l'une dans l'autre de manière à être de longueur réglable. Le point fixe pour le vérin hydraulique 74 est situé en avant du pont avant, légèrement en arrière du bottier de direction 70, tandis que le point fixe du levier relais 76 est dans 35 le plan transversal vertical du véhicule qui est situé entre les deux ponts 42,44 du train avant 4 à mi-distance de ceux- ci (c'est-à-dire à mi-distance des axes 46 des pivots avant et arrière des roues directrices); les deux bielles de commande 77,78 respectivement de la timonerie du pont avant 42 et de la timonerié du pont arrière 44 s'articulent au levier de fusée 49 de la timonerie correspondante à la verticale de la droite joignant les axes des pivots des roues du pont concerné. L'aptitude du véhicule à une circulation 10 tout terrain tient également en grande partie à la conception de sa suspension, laquelle est sensiblement identique pour le train avant et le train arrière. Cette suspension est ordonnée autour du plan transversal vertical mentionné précédemment, pour le train avant, et autour 15 du plan transversal vertical situé entre les deux ponts du train arrière à mi-distance de ceux-ci, pour le train arrière, lequel constitue un plan de symétrie pour le pont considéré, et les trains avant 4 et arrière 5 étant eux-mêmes pratiquement symétriques par rapport à un plan 20 vertical transversal par rapport au véhicule. Ainsi, sil 'on considère le train avant, de chaque côté (droit et gauche), la suspension (figures 6,8) comporte un empilage 80 de lames de ressorts allongéeslongitudinalement par rapport au véhicule dont la 25 longueur va en décroissant du bas vers le haut et disposées "inversées" et libres de glisser légèrement les unes contre les autres; la lame inférieure de cet empilage est solidarisée à chacune de ses deux extrémités à un dispositif de bridage respectif 81 entourant le pont 30 avant 42 pour l'un et le pont arrière 44 pour l'autre, et la solidarisation de la lame inférieure au dispositif de bridage 81 se situe au dessus du point,à la verticale de l'axe longitudinal de celui-ci; les lames sont ellesmême bridées dans leur région centrale, au moyen d'ar35 ceaux portés à la partie supérieure d'un dispositif de bridage 82 d'un pivot 83 placé en dessous de l'empilage et dont l'axe longitudinal 45 est horizontal et dans le plan transversal de symétrie du train avant en dessous du niveau des axes de rotation des roues. Ce pivot 83 s'étend d'un seul tenant de l'empilage 80 de lames de droite à celui de gauche et est supporté par des paliers 84 fixes contre la face interne des longerons et s'étendant en dessous de ces derniers. Une telle suspension à lames est prévue aussi bien pour le train arrière que pour le train avant. Cette suspension est complétée, de manière originale, par un système comportant des amortisseurs hydrauliques télescopiques 86 pour le train avant seulement,et, pour le train arrière comme pour le train avant, des bielles de réaction 87,88. Ainsi, pour le train avant seulement et de chaque cÈté, deux amortisseurs hydrauliques télescopiques 86 formant tirants de suspension et montés sur "silentbloc" s'étendent selon un plan longitudinal par rapport au véhicule (le même plan pour le train avant et le train arrière),et sont montés à pivotement et inclinés entre d'une part, à une extrémité, le dispositif du bridage 81 du pont avant 42 pour l'un et celui du pont arrière 44 pour l'autre, et d'autre part, à l'autre extrémité,un support 89 fixé sous le chassis à l'avant du dispositif de bridage 81 correspondant pour le premier amortisseur et un support fixé sous le chassis à l'arrière de l'autre dispositif de bridage 81 pour le second amortisseur; la solidarisation des amortisseurs 86 aux dispositifs de bridage 81 est effectuée à la partie inférieure de ces derniers; 30 à chaque amortisseur hydraulique 86, correspond une bielle de réaction 87 s'étendant également dans un plan longitudinal par rapport au véhicule (le même pour toutes les bielles de réaction); chaque bielle de réaction 87 est montée à pivotement entre la partie inférieure du dispositif de bridage 81 du pont auquel est fixé l'amortisseur 86 correspondant et la partie inférieure du dispositif de bridage 82 du pivot 83 placé en dessous de l'empilage 80 de lames de suspension, en conséquence en dessous du pivot 83; les bielles de réaction 87 sont normalement légèrement inclinées, leur extrémité soli5 darisée au dispositif de bridage 82 du pivot étant légèrement au-dessus de l'extrémité opposée. Le train arrière, comme on l'a vu, ne comporte pas d'amortisseurs télescopiques 86, mais possède en revanche des bielles de réaction 87 montées également exactement de la ma10 nière qui vient d'être décrite. Sur le train avant comme sur le train arrière, deux autres bielles de réaction 88 (figure 3) sont prévues (donc quatre au total), mais seulement du côté gauche,entre l'amortisseur à lames 80 et l'axe longitudi15 nal du véhicule. Les bielles 88 s'étendent sensiblement parallèlement aux longerons 3, entre le dispositif de bridage 82 du pivot dont l'axe longitudinal 45,55 s'étend dans le plan transversal de symétrie du train 4,5 considéré, et respectivementun dispositif de bridage entourant le pont avant et un dispositif de bridage entourant le pont arrière; les bielles de réaction 88 s'étendent au-dessus du niveau des axes de rotation des roues. Ainsi, les roues d'un même train non seule25 ment possèdent une certaine possibilité de débattement en hauteur entre côté droit et côté gauche, mais encore peuvent pivoter autour de l'axe s'étendant horizontalement dans un plan vertical à mi-distance des ponts du train concerné. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation cidessus décrite et représentée, et on pourra prévoir d'autres formes sans sortir de son cadre. 1 1 REVENDICATIONS 1 . Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte une cabine (1) et un plateau (2) ne comportant pas d'articulation l'un par rapport à l'autre autour d'un axe vertical, portés par deux longerons (3) supportés à l'avant et à l'arrière du véhicule par deux trains (4,5) de roues motrices respectifs comportant chacun au moins deux roues avant (41,51) motrices respectivement de part et d'autre d'un pont avant (42,52) et au 10 moins deux roues arrière (43,53) motrices respectivement de part et d'autre d'un pont arrière (44,54) identique au pont avant, les roues motrices (41,43) du train avant (4) sont également directrices et les ponts (42,44) du train avant sont espacés de la même distance que ceux 15 (52,54) du train arrière et identiques à ceux-ci mais munis en plus de joints homocinétiques, et les roues de chacun des deux trains sont montées mobiles en pivotement autour d'un axe de pivotement (45,55) respectif transversal situé sensiblement à égale distance entre les 20 roues avant et les roues arrière du train de roues correspondant. 2 . Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une botte de transfert (62) à différentiel entre le train avant (4) et le train ar25 rière (5). 3 . Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que la boîte de transfert (62) est accouplée à un arbre de transmission (61) du mouvement de la botte de vitesses, à un arbre de transmission (63) au train 30 avant, et à un arbre de transmission (64) au train arrière. 4 . Véhicule selon l'une quelconque des revendicationsl à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de direction muni d'un bottier de direction 35 (70) auquel est solidarisé un levier de direction (71) auquel est articulée une extrémité d:'une bielle de commande (72) sensiblement horizontale dont l'extrémité opposée est fixée à un tiroir hydraulique (73) commandant un vérin hydraulique (74) d'assistance dont une partie est en appui contre un point fixe et dont une autre partie est mobile par rapport à la première et solidarisée à un levier relais (76) dont une extrémité est articulée un point fixe et dont deux autres zones comportent des articulations respectives avec une biel10 le de commande (77) de timonerie du pont avant (42) et avec une bielle de commande (78) de timonerie du pont arrière (44) du train avant. . Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que le point fixe du levier relais (76) est dans le plan transversal vertical du véhicule qui est situé à égale distance entre les roues avant (41) et les roues arrière (43) du train de roues avant. 6 . Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux bielles de commande (77, 20 78) de timonerie s'articulent à un levier de fusée (49) respectif solidaire d'une roue du train avant à la verticale de la droite joignant les axes (46) des pivots des roues solidarisées au même pont. 7 . Véhicule selon l'une quelconque des re25 vendications 1 à 6, caractérisé en ce que les projections verticales sur un plan horizontal respectives des prolongements des axes centraux de rotation de chaque roue directrice (41,43) se coupent en un même point, situé sur la projection verticale sur un plan horizontal 30 du prolongement de l'axe de pivotement (55) du train arrière situé à égale distance des roues avant (51) et arrière (53) de ce train arrière. 8 . Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est muni pour chaque train de roues d'un système de suspension comportant de chaque côté un empilage (80) de lames de ressorts bridées dans leur région centrale à la partie supérieure d'un dispositif de bridage (82) d'un pivot (83) placé en dessous de l'empilage et dont l'axe longitudinal (45,55) est horizontal et dans le plan transversal de symétrie du train considéré, ledit axe longitudinal (45,55) du pivot constituant l'axe de pivotement de ce train (4,5) situé à égale distance entre les roues avant et les roues arrière dudit train. 9 . Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à b, caracterise en ce qu'il est luni pxor LiluIL= train de roues d'un système de suspension comportant pour chaque pont du train avant, et de chaque côté, un amortisseur hydraulique télescopicque (86), et,pour chaque pont de chaque train et également 15 de chaque côté, une bielle de réaction (87), l'amortisseur hydraulique télescopique étant monté à pivotement et incliné entre un suport (89) fixé au chassis et un dispositif de bridage (81) du pont correspondant, et la bielle de réaction étant montée à pivotement entre ledit dispositif de bridage (81) du pont et un dis20 vositif de bridage (82) d'un Divot (83) dont l'axe longitudinal (45,55) constitue l'axe de pivotement du train considéré situé à égale distance entre les roues avant et les roues arrière dudit train. . Véhicule selon l'une quelconque des 25 revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est muni, pour chaque train de roues, de deux bielles de réaction (88) disposées sensiblement parallèlement aux longerons (3) et montées à pivotement entre un dispositif de bridage (82) d'un pivot (83) dont l'axe horizontal (45, 30 55) constitue l'axe de pivotement du train considéré et respectivement un dispositif de bridage du pont avant et un dispositif de bridage du pont arrière.