Brevet FR2602837A1 — publié le 19880219

L'invention concerne un dispositif pour influencer le comportement en écoulement de fluides dans une section d'écoulement située dans un champ de vitesse. Un tel dispositif est connu (GB-A 21 11 171). Ce dispositif connu s'emploie avec un liquide rhéologique ou liquide à comportement variable, et un dispositif électrique est prévu dans un passage traversant un piston, ou dans un espace annulaire entre un piston et la paroi du cylindre d'un amortisseur de chocs, ou en dehors de celuici, dispositif 10 électrique qui permet d'influencer le comportement rhéologique du liquide. On obtient ainsi le changement de la caractéristique d'amortissement de l'armortisseur. L'inconvénient est que les effets électro-rhéologiques sont trop faibles pour la plupart des applications et qu'il n'existe 15 pas encore de liquide rhéologique qui est thermiquement stable. Par exemple, lorsque l'énergie mécanique doit être dissipée dans l'amortisseur, le liquide rhéologique s'échauffe et devient mécaniquement plus faible. Les variations de la température externe modifient également le comportement du liquide rhéologique. Les pertes de puissance électrique effective montent exponentiellement avec la température et produisent de ce fait une nouvelle augmentation de la température. Le besoin en puissance électrique de pilotage devient ainsi rapidement prohibitif. L'invention vise notamment à éviter les inconvénients 25 mentionnés cidessus. Selon l'invention, un dispositif pour influencer le comportement en écoulement de fluides dans une section d'écoulement située dans un champ de vitesse, est caractérisé par des moyens permettant de générer, dans la section d'écoulement, des vibrations 30 qui sont superposées comme un gradient de vitesse d'amplitude définie au champ de vitesse du fLuide. L'un des avantages d'un tel dispositif est que les variations de la température n'ont pas d'influence sur la stabilité du liquide et que l'on dispose de liquides doués de dilatance 35 à un degré suffisant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que de la figure unique du dessin annexé, qui est une coupe axiale schématique d'un amortisseur. Un amortisseur 1, faisant partie d'une suspension de véhicule dont les autres éléments ne sont pas représentés, comporte un cylindre 2 dans lequel peut se mouvoir un piston 3. Celui-ci est solidaire d'une tige de piston 4 dont l'extrémité 10 libre 5 dépasse à l'extérieur du cylindre 2. L'extrémité 5 de la tige de piston et le cylindre 2 de l'amortisseur sont fixés à des parties du véhicule qui se déplacent l'une par rapport à l'autre lors de mouvements de la suspension du véhicule. Le cylindre 2 contient deux chambres de travail 6 15 et 7 qui sont séparées par le piston 3 et sont remplies d'un fluide d'amortissement doué de dilatance. Ce fluide possède une viscosité susceptible d'être changée avec la section d'écoulement 8 entre la surface latérale externe du piston 3 et la paroi interne du cylindre 2. De préférence, le fluide possède une viscosité qui 20 augmente avec le gradient de cisaillement auquel le fluide est soumis. La section d'écoulement 3 peut être changée du fait que la partie médiane 13 du piston 3 est réalisée sous forme d'un oscillateur piézoélectrique planaire, c'est-à-dire qui oscille 25 dans son propre plan, radialement par rapport à l'axe de l'amortisseur de cet exemple. A cet effet, deux plaques d'extrémité 9 et 10 du piston sont réalisées comme des électrodes qui sont connectées à une source de courant alternatif 14, située à l'extérieur, par deux conducteurs 11 et 12 passant par la tige de pis30 ton 4. La chambre de travail inférieure 7 est délimitée en bas par un volume de compensation 15, rempli de gaz, avec prévision d'un piston de séparation 16 entre la chambre de travail 7 et ce volume de compensation. Pendant le fonctionnement de l'amortisseur 1, le fluide s'écoule d'une chambre de travail 6 ou 7 dans l'autre à travers la section d'écoulement 8. Cette dernière constitue une résistance à l'écoulement. Cette résistance peut être modifiée par le changement du diamètre du piston au moyen de l'oscillateur piézoélectrique 13, ce qui crée un gradient de cisaillement de petite amplitude. Ce gradient de cisaillement est imprimé ou superposé au fluide traversant la section d'écoulement 8, par suite du mouvement du piston 3 dans le cylindre 2, en particulier à la vitesse de ce fluide. Il est possible aussi d'utiliser un champ sonore ou 10 ultrasonore pour changer la section d'écoulement 8, directement ou au moyen de l'oscillateur piézoélectrique 13, et de changer ainsi le gradient de cisaillement en conséquence. A la différence de l'exemple de réalisation représenté, o les vibrations produites par l'oscillateur 13 sont orientées radialement, le gradient 15 de cisaillement peut être créé également par un oscillateur piezoélectrique qui oscille dans le sens de son épaisseur et qui génère de ce fait des vibrations en direction axiale. Un point important est que, conformément à l'invention, des gradients de cisaillement globaux sont créés, suivant 20 l'amplitude, dans le domaine de fortes variations de la viscosité du fluide et que la caractéristique d'amortissement de l'amortisseur 1 peut ainsi être changée. D'autres exemples d'application de l'invention sont: 1. l'étranglement de débits dans des systèmes hydrauliques, par exemple pour le pilotage de soupapes de commande proportionnelle ou de soupapes de servocommande; 2. des accouplements hydrauliques commandés; et 3. des vérins commandés. R E V E ND I C AT I 0 N S 1. Dispositif pour influencer le comportement en écoulement de fluides dans une section d'écoulement située dans un champ de vitesse, caractérisé par des moyens permettant de générer, dans la section d'écoulement (8), des vibrations qui sont superposéescomme un gradient de vitesse d'amplitude définie au champ de vitesse du fluide. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour générer les vibrations dans la section d'écoulement (8) sont constitués ou commandés par un champ sonore ou ultrasonore. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens pour générer les vibrations dans La section d'écoulement (8) comprennent un élément piézoélectrique, 15 notamment sous forme d'un oscillateur planaire (13) ou sous forme d'un oscillateur qui oscille dans le sens de son épaisseur. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le fluide utilisé est un fluide doué de dilatance, dont la viscosité augmente avec le gradient 20 de cisaillement. 5. Dispositif seLon L'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé par son application dans une fente annulaire (section d'écoulement- 8) entre un piston (3) et un cylindre (2) recevant ce piston, les vibrations générées dans la 25 section d'écoulement (8) étant orientées radialement ou axialement. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par son application à un amortisseur (I) d'une suspension de véhicule.