Brevet FR2600594A1 — publié le 19871231

SUSPENSION AUTOMOBILE A BRAS SUPPORTS PIVOTANTS La présente.invention se rapporte à un système de suspension pour véhicules automobiles, et en particulier à un perfectionnement aux systèmes de suspension de roue qui comprennent une paire de bras de suspension supérieur et inférieur, reliés à leur extrémité menante à un pivot qui supporte une roue et dont Les extrémités de base pivotent verticalement respectivement à des emplacements avant et arrière d'un châssis de véhicule. 10 Des systèmes de suspension de roues de ce type sont bien connus sous l'appellation de "suspension de type à double triangle" ou "triangles superposés" (voir par exemple le brevet japonais n 28123/69). Dans un système de suspension de roue de type classique, le bras de suspension supérieur et le bras de suspension inférieur pivotent à leur extrémité de base respectivement par des éléments élastiques sur un arbre horizontal monté fixement sur un châssis de véhicule. Par conséquent, la souplesse ou flexibilité longitudinale et la rigidité de l'angle de chasse durant le freinage dépendent des constantes élastiques de ces éléments élastiques. En général, afin d'éviter que les chocs, tels que ceux qui se produisent lorsqu'une roue bute sur 25 une bosse formée sur la surface de la route, soient transmis excessivement au châssis du véhicule, il est nécessaire de donner à la suspension de roues une grande souplesse longitudinale. Et pour assurer une progression rectiligne du véhicule durant le freinage, 30 il est nécessaire de donner une grande rigidité de chasse au système de suspension de la roue. Toutefois, dans un système de suspension de roue de type conventionnel, si la constante élastique de l'élément élastique présente une faible valeur pour conférer une plus grande souplesse longitudinale, la rigidité de chasse est réduite, ce qui diminue la capacité de progression rectiligne de la roue. Au contraire, si la constante de ressort de l'élément élastique est choisie plus grande pour fournir une plus grande rigidité de chasse durant le freinage, 10 la souplesse longitudinale es.t réduite, ce qui a pour conséquence une détérioration nuisible du confort de conduite. En conséquence, il est difficile d'obtenir à la fois une souplesse longitudinale et une rigidité d'angle de chasse durant le freinage. 15 La présente invention a été réalisée en vue de ces problèmes et elle a pour objet de créer un système de suspension de roues du type décrit cidessus, dans lequel il est possible d'obtenir à la fois une souplesse longit.udinale et une rigidité 20 d'angle de chasse durant le freinage. Conformément à la présente invention, cet objet est atteint en créant un système de suspension de roues pour véhicules automobiles, comprenant une paire de bras de suspension supérieur et inférieur 25 reliés à leur extrémité menante à un pivot pour supporter une roue et possédant des extrémités de base oscillant verticalement à des emplacements avant et arrière d'un châssis de véhicule, caractérisé en ce qu'une paire de bras de support supérieur et infé30 rieur font saillie sur un arbre de support qui est. porté sur le châssis du véhicule par l'intermédiaire d'éléments élastiques pour s'étendre verticalement et en ce que l'une ou l'autre des parties avant et arrière des extrémités de base respectives des bras 35 de suspension supérieur et inférieur sont reliées respectivement aux bras de support supérieur 'et inférieur. Avec une telle conception, si un effort s'exerçant selon la direction longitudinale du véhicule est appliqué à une partie centrale du pivot, les bras de suspension supérieur et inférieur appliquent des 5 moments de rotation respectifs dans le même sens à l'arbre de support, et par conséquent, le moment de rotation total reçu par l'arbre de support est important. D'autre part, si une force de freinage est appliquée à un point de contact du pneu avec le sol, les 10 bras de suspension supérieur et inférieur appliquent des moments de rotation dans des sens opposés à l'arbre de support, de telle sorte que ces moments agissent pour se neutraliser l'un l'autre, ce qui a pour conséquence un moment de rotation total appliqué 15 à l'arbre de support égal ou pratiquement égal à zéro. En conséquence, même si la constante de ressort d'un élément élastique destiné à supporter l'arbre de support est choisie à une plus petite valeur afin de fournir-une plus grande souplesse longitudinale, une 20 plus grande rigidité de l'angle de chasse peut être obtenue durant le freinage. Ceci rend possible de satisfaire à la fois la capacité d'absorber les chocs durant la circulation du véhicule sur une route bosselée et la capacité de progression rectiligne de ce 25 véhicule durant le freinage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif et nullement limitatif, en 30 référence aux figures annexées, sur lesquelles: - la figure 1 est une vue en perspective de l'ensemble d'un système de suspension conforme à la présente invention; - les figures 2 et 3 sont des vues en coupe 35 prises selon les lignes II-II et III-III de la figure 1 respectivement; - les figures 4 et 5 sont respectivement des vues en plan et en élévation destinées à expliquer le fonctionnement de la suspension lorsque la roue bute contre une bosse de la surface de la route; et - les figures 6 et 7 sont respectivement une vue en plan et une vue en élévation destinées à expliquer le fonctionnement de la suspension au cours du freinage. Sur la figure 1, on a représenté un système 10 de suspension de roues pour véhicules conforme à un premier mode de réalisation de la présente invention. Ce système comprend un pivot 2 destiné à supporter une roue 1. Le pivot 2 comprend une fusée pour supporter la roue 1 par l'intermédiaire d'un palier (non représenté), ainsi que des bras 4 et 4' en forme de 15 fourche, raccordés respectivement à la partie supérieure et à la partie inférieure du pivot 2. Un bras de suspension supérieur 6 et un bras de suspe-nsion inférieur 7 sont reliés à leur extrémité menante aux bras 4 et 4' par l'intermédiaire de joints à rotule 5 et 5', respectivement. L'angle de chasse de la roue 1 est déterminé par l'inclinaison d'une ligne droite reliant les centres respectifs des joints à rotule 5 et 5'. Le bras de suspension supérieur 6 se divise 25 à son extrémité de base en un bras avant 6f et un bras arrière 6r, tandis que le bras de suspension inférieur 7 se divise également à son extrémité de base en un bras avant 7f et un bras arrière 7r. Les bras arrière 6r et 7r oscillent verticalement respec30 tivement par l'intermédiaire d'éléments élastiques et 11 sur des axes de pivotement 8 et 9 qui sont fixés au châssis du véhicule B et qui s'étendent selon la direction longitudinale de ce châssis. Les bras de suspension 6 et 7 sont sollicités élastiquement vers le bas par des ressorts de suspension non représentés. Un arbre tubulaire 12 constituant un arbre de support est disposé devant et adjacent aux bras avant 6f et 7f. L'arbre 12 est supporté de manière rotative par l'intermédiaire d'éléments élastiques 18, 18' sur un axe de pivotement 17 qui présente des extrémités opposées fixées au châssis du véhicule et qui s'étend verticalement (voir figure 3). Un bras de support supérieur 13 et un bras de support inférieur 14 font saillie vers l'arrière et sont formés d'une seule pièce sur la surface extérieure de l'arbre tubulaire 12. Le bras avant 6f et le bras avant 7f sont reliés au bras de support 13 et au bras de support 14 respectivement par l'intermédiaire de joints à rotule 15 et 16. Si l'on désigne la longueur effective du bras de suspension supérieur 10 par A1; par A2 la longueur effective du bras de suspension inférieur 7; par B 20 la distance entre les axes de pivotement à la base du bras de suspension supérieur 6 des bras 6f et 6r; par B2 la distance entre les axes de pivotement à la base du bras de suspension inférieur entre Le bras avant 7f et le bras arrière 7r; par C1 la longueur 25 effective du bras de support supérieur 13; par C2 la longueur effective du bras de support inférieur 14; par H1 la hauteur au-dessus du sol de la liaison de l'extrémité menante du bras de suspension supérieur 6; et par H2 la hauteur de la liaison au-dessus du sol de l'extrémité menante du bras de suspension inférieur 7, ces distances seront choisies de manière à satisfaire la relation suivante: A2 ' C2A 1 ' = H2/H1....(1) B2 B12 ' Comme représenté sur la figure 2, une paire de butées élastiques 19 et 20 fixées au châssis B du véhicule sont placées de part et d'autre à une distance prédéterminée de côtés latéraux opposés du bras de support supérieur 13, de telle sorte que la venue en butée du bras de support 13 contre les butées 19 et 20 limite l'angle de rotation de l'arbre tubulaire 12. Il convient de noter que le numéro de référence 10 21 désigne un bras de pivot monté sur le pivot 2. Le bras de pivot 21 peut être relié à un mécanisme de direction si la roue 1 est une roue avant ou'autrement il peut être relié au châssis du véhicule si la roue 1 est une roue arrière. La flèche A indique la direc15 tion avant du véhicule. On décrira ci-après le fonctionnement de ce mode de réalisation. En référence aux figures 4 et 5, on suppose que la roue 1 passe sur une bosse 22 telle qu'un caillou se trouvant sur la surface G de la route pendant le fonctionnement du véhicule. Lorsque la roue 1 atteint la bosse 22, une composante F dirigée vers l'arrière de l'effort appliqué par la bosse 22 sur le pivot 2 se décompose en deux composantes de force 25 parallèles F1 et F2 au niveau des bras en forme de fourche 4 et 4'. Ces composantes agissent sur les extrémités menantes des bras de suspension supérieur et inférieur 6 et 7. En conséquence, les bras de suspension 6 et 7 sont soumis à des moments dirigés vers 30 l'arrière M1 et M2 et ainsi appliquent des moments de rotation M3 et M4 dans Le même sens aux bras de supports 13 et 14 de l'arbre tubulaire 12 tout en déformant les éléments élastiques 10 et 11 situés aux extrémités de base respectives de ces bras de suspension 35 13 et 14, respectivement. En conséquence, les moments de rotation totaux M3 + M4 auxquels est soumis l'arbre tubuLaire 12 sont importants et les éléments élastiques 18 et 18' destinés à supporter L'arbre tubulaire 12 se déforment aisément sous l'effet d'un moment de torsion important, de telle sorte que les deux bras de suspension supérieur et inférieur 6 et 7 sont relativement facilement inclinés vers l'arrière du véhicule par la composante de force F mentionnée précédemment. De cette manière, une grande souplesse longitudinale est appliquée au système de suspension de roue, ce qui 10 rend possible de modérer la force d'impact provenant de la bosse 22 et d'éviter que celle-ci soit transmise au châssis-du véhicule. Les mouvements vers le haut et vers le bas de la roue avant 1 au moment du passage sur la bosse 22 15 sont autorisés par les mouvements d'oscillation verticale des bras de suspension supérieur et inférieur 6 et 7 autour des axes de pivotement correspondants 8 et 9 et des joints à rotule correspondants 15 et 16. En référence maintenant aux figures 6 et 7, supposons que la roue I1 a été freinée par l'actionnement du système de freinage (non représenté) au cours du déplacement du véhicule. Lorsque la roue 1 a été freinée, un moment avant m1 est appliqué au bras de suspension supérieur 6 et un moment arrière m2 agit 25 sur le bras de suspension inférieur 7 sous l'effet d'une force de freinage de friction f appliquée à la roue avant par la surface de la ro-ute G. En conséquence, le bras de suspension supérieur 6 applique un moment de rotation dirigé dans le sens contraire des aiguilles 30 d'une montre m3, comme représenté sur la figure 6, au bras de support supérieur 13 de l'arbre tubulaire 12, tandis que le bras de suspension inférieur 7 applique un moment m4 dans le sens des aiguilles d'une montre au bras de support inférieur 14 de l'arbre tubulaire 12. 35 De cette manière, les moments de rotation m3 et m4 appliqués aux bras de support 13 et 14 sont précisément de sens opposés et, par suite, se retranchent l'un de l'autre par l'arbre tubulaire 12. Ainsi, le moment de rotation total agissant sur L'arbre tubulaire 12 devient approximativement égal à zéro lorsque la relation (1) établie ci-dessus est satisfaite. En conséquence, les bras de suspension supérieur et inférieur 6 et 7 ne se déplacent ni vers L'avant ni vers l'arrière, ce qui empêche le déplacement du pivot 2 sous L'effet de la force de friction f appliquée par la surface de la route G. Par suite, même 10 si un pneu doit passer sur une bosse au cours du freinage, la souplesse longitudinale n'est pas différente de celle qui peut être obtenue au cours d'une période o il n'y a pas de freinage. Ce mode de réalisation s'applique particulièrement lorsque l'on 15 donne la priorité au confort de conduite. On décrira ci-après un second mode de réalisation. Un système de suspension deroues conforme à un second mode de réalisation de la présente invention 20 présente une réalisation similaire à celle du premier mode de réalisation, à l'exception du fait que les dimensions de chacune des parties sont choisies de manière à satisfaire l'expression suivante: A1 C1. A2 ' C2 25... (2) B1 B2 Le fonctionnement de ce mode de réalisation sera maintenant décrit. Lorsque la roue 1 passe sur une bosse 2 telle qu'un caillou présent sur la surface de la route G, le moment de rotation total supporté par l'arbre tubulaire est important de la même manière que pour le premier mode de réalisation et, par suite, une grande souplesse longitudinale est obtenue. Lorsque la roue 1 est freinée sous L'action du système de freinage durant le déplacement du véhicule, le moment de rotation total agissant surl'arbre tubulaire 12 est plus petit. En outre, même si les bras de suspension supérieur et inférieur 6 et 7 se déplacent sous l'action de ce moment de rotation total, les valeurs du déplacement de ces bras sont égales du fait que la relation (2) énoncée ci-dessus est satisfaite. En conséquence, l'angle de chasse ne peut pas varier et, par suite, une grande rigidité d'angle de chasse peut être obtenue. Ce mode 10 de réalisation s'applique particulièrement lorsque l'on donne la priorité à la capacité de déplacement en ligne droite. REVENDICATIONS 1. Système de suspension de roue pour automobiles comprenant une paire de bras de suspension supérieur et inférieur (6, 7) reliés à leur extrémité menante à un pivot (2) pour supporter une roue (1) et 5 comportant des extrémités de base pivotant verticalement respectivement à un emplacement avant et un emplacementarrière du châssis de véhicule (B), caractérisé en ce qu'une paire de bras de support supérieur et inférieur (13, 14) sont montés en faisant saillie sur 10 un arbre de support (12) qui est porté sur le châssis de véhicule (B) par l'intermédiaire d'éléments élastiques (18, 18') pour s'étendre verticalement et en ce que les bras avant (6f, 7f) ou les bras arrière (6r, 7r) des bras de suspension respectifs (6 et 7) 15 sont reliés respectivement aux bras de support supérieur et inférieur (13, 14). 2. Système de suspension de roue conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que lorsque la longueur efficace du bras de suspension supérieur (6) 20 est désignée par (A1); La longueur efficace du bras de suspension inférieur (7) est désignée par (A2); la distance entre les pivotements avant et arrière des extrémités de base du bras de suspensions supérieur (6) est désignée par (B1); la distance entre 25 les pivotements avant et arrière des extrémités de base du bras de suspension inférieur (7) est désignée par (B2); la longueur efficace du bras de support supérieur est désignée par (C1); la longueur efficace du bras de support inférieur (14) est désignée par 30 (C2) -; la hauteur au-dessus du sol de la liaison de l'extrémité menante du bras de suspension supérieur (6) est désignée par (H1); et la hauteur de la liaison au- dessus du sol de l'extrémité menante du bras de suspension inférieur (7) est désignée par (H2), - 11 la relation suivante: A2 C2 A C1 2 2 1. B2 / = H2/H1 est satisfaite. B2 B1 S. Système de suspension de roues conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que lorsque la longueur efficace du bras de suspension supérieur (6) est désignée par (A1); la longueur efficace du bras de suspension inférieur (7) est désignée par (A2); la distance entre les pivotements avant et arrière des extrémités de base du bras de suspension 10 supérieur (6) est désignée par (B1); la distance entre les points de pivotement avant et arrière des extrémités de base du bras de suspension inférieur (7) est désignée par (B2); la longueur efficace du bras de support supérieur est désignée par (C1); la lon15 gueur efficace du bras de support inférieur (14) est désignée par (C2), la relation suivante A1 C1 A2 C2 -= est satisfaite. B1 B2 B2