Brevet FR2599452A1 — publié le 19871204

L'invention concerne un support de moteur à amortissement hydraulique, ce support comportant un compartiment de travail délimité par un appui, un ressort porteur, un palier d'appui et une paroi de séparation, de même qu'un compartiment de compensation délimité par la paroi de séparation et une paroi tampon flexible, ces compartiments étant reliés par une ouverture d'étranglement et remplis d'un 10 liquide, la paroi de séparation comportant, dans au moins une zone partielle, un élément de compensation pouvant se déplacer entre le compartiment de travail et le compartiment de compensation, l'élément de compensation et la paroi de séparation étant disposés 15 radialement l'un dans l'autre et reliés par une membrane annulaire élastique, tandis que l'on prévoit des butées pour limiter la mobilité de l'élément de compensation. La demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne 27 27 244 se réfère à un support de moteur du type indiqué ci-dessus. En l'occurrence, l'ouverture d'étranglement est située dans la partie de la paroi de séparation qui peut se déplacer entre le compartiment de travail et le compartiment de 25 compensation, et elle est de courte longueur, la m o b i 1 i t é de la paroi de séparation étant limitée à un ordre de grandeur de quelques dixièmes de millimètre au moyen de butées attribuées de part et d'autre. Dans cette forme de réalisation connue antérieurement, aussi bien les propriétés que les possibilités d'une fabrication simple sont peu satisfaisantes. Dans des conditions habituelles de la pratique, on se heurte à de grandes difficultés surtout pour assurer le faible jeu de la partie mobile de la paroi de séparation. L'objet à la base de l'invention est de perfectionner un support de moteur du type mentionné dans l'introduction ci-dessus de telle sorte qu'en plus d'une possibilité de fabrication plus simple, lors de l'introduction simultanée d'oscillations d!une grande amplitude, on obtienne un meilleur effet d'amortissement tandis que, lors de l'introduction d'oscillations d'une amplitude de moins de 0,1 mm, on obtient une meilleure isolation. On réalise cet objet par un support de moteur à amortissement hydraulique, ce support comportant un compartiment de travail dél].imité par un appui, un ressort porteur, un palier d'appui et une paroi de séparation, de même qu'un compartiment de compensation délimité par la paroi de séparation et une paroi tampon flexible, ces compartiments étant reliés par une ouverture d'étranglement et remplis d'un liquide, la paroi de séparation comportant, dans au moins une zone partielle, un élément de compensation pouvant se déplacer entre le compartiment de travail 30 et le compartiment de compensation, l'élément de compensation et la paroi de séparation étant disposés radialement l'un dans l'autre et reliés par une membrane annulaire élastique, tandis que l'on prévoit des butées pour limiter la mobiliJ5 té de l'élément de compensation, caractérisé en ce que l'élément de compensation est constitué d'une masse d'inertie délimitée circulairement et en ce que l'ouverture d'étranglement est réalisée sous forme d'un canal. L'efficacité du support de moteur selon l'invention exploite la nonlinéarité de la force d'amortissement hydraulique dont la proportionnalité par rapport au carré de la vitesse relative du liquide est déterminée par l'étranglement, ainsi que par l'action de celui-ci sur la masse de liquide (équivalente). Dans toutes]es formes de réalisation, le compartiment de travail, le compartiment de compensation et l'ouverture d'étranglement du support de moteur selon l'invention sont remplis d'un liquide incompressible de faible viscosité. Lors de l'introduction d'oscillations dues au fonctionnement, ce liquide est exposé à l'action de forces d'accélération s'accompagnant d'une modification de la pression 20 hydraulique. L'élément de compensation comportant une masse de suppression et pouvant se déplacer entre le compartiment de travail et le compartiment de compensation subit, de ce fait, une déviation complexe. Celle-ci varie constamment en fonction des forces 25 chaque fois en présence. En conséquence, il en résulte différentes formes d'oscillations, ce qui permet de réduire la rigidité dynamique lors de l'introduction d'oscillations dehaute fréquence audelà de 30 Hertz. Dès lors, dans le support de moteur 30 selon l'invention, on obtient une isolation remarquable de ces oscillations et il convient de souligner le caractère important selon lequel cet effet d'isolation s'établit même lors de l'introduction simultanée, dans le support de moteur, d'oscillations debasse fréquence en dessous de 20 Hertz. Le schéma d'équi- valence physique illustré en figure 2 fait ressortir le mode d'action du support de moteur selon l'invention. Les valeurs reprises ont les significations suivantes: Explication du modèle physique (voir image n 2) La force F(t) et la vitesse d'excitation due à la route Vo(t) sont les paramètres de perturbation. Fd, Fr sont les forces d'amortissement. Pour l'amortisseur passif, on a Fd = -RoV +Y RrV1 =-Fr (1) Ro = f ( Y Rr) >0 (2) Ru = B Ro (3) Cr = u Co (4) Cu = ICr (5) M: Masse du moteur Mf: Masse équivalente du liquide de la chambre de travail supérieure Mred: Masse du système suppresseur réduit Co: Rigidité du ressort de couplage du comparti20 ment de travail supérieur Cu: Rigidité du ressort de couplage du compartiment de travail inférieur Ro: Fonction caractéristique du système de canaux. Elle est une fonction qui est déterminée par la longueur d'étranglement, le diamètre, la forme d'étranglement, le type d'écoulement, l'inertie de masse du fluide et le rapport: flexibilité hydraulique du compartiment de travail supérieur inférieur : Rapport (rapport du degré d'efficacité ou d'amortissement) de la fonction caractéristique des systèmes suppresseurs Rr, B Ru, rapporté à la fonction caractéristique du système de canaux Ro. B: Rapport (rapport d'efficacité ou d'amortisse- 25994sz52 ment) de la fonction caractéristique Ru, YRr, rapporté à la fonction caractéristique du système de canaux Ro. : Rapport entre la rigidité complexe du système 5 suppresseur (Mred) et la rigidité du ressort de couplage Go. : Rapport entre la rigidité complexe du système suppresseur (Mred) et la rigidité du ressort de couplage Cu. Cr: Fonction caractéristique du système suppresseur Mred. Elle est une fonction qui dépend de la structure du système suppresseur réduit et de la rigidité du ressort de couplage Co. En ce qui concerne la conception du support de moteur selon l'invention destiné à soutenir des moteurs traditionnels de véhicules automobiles, il s'est avéré avantageux que le rapport entre les masses de suppression totales présentes et la masse propor20 tionnelle du moteur soit, au maximum, de 0,1 et que le rapport entre la rigidité de chaque membrane annulaire et la rigidité du ressort porteur soit, au maximum, de 1,0. Il convient de tenir compte du fait que, dans le cas d'une variation survenant dans 25 un des deux paramètres, l'autre paramètre doit également être constamment modifié dans le même sens. En l'occurrence, la détermination approximative peut avoir lieu sur la base d'un calcul théorique, ce qui ne nécessite aucun exposé complémentaire. La 30 détermination précise est réservée à la mise à l'épreuve pratique du véhicule équipé du support de moteur proposé dans des conditions de fonctionnement normales. On peut obtenir une autre amélioration de l'efficacité lorsque le rapport entre la surface hydrauliquement active du piston de l'appui fixé au ressort porteur et la surface hydrauliquement active correspondante de l'élément decompensation comprenant la masse de suppression se situe dans l'intervalle compris entre 1 et 16, avantageusement dans l'intervalle compris entre 2 et 8. La surface de piston mentionnée en premier lieu comprend environ deux tiers de la surface obtenue lorsqu'on projette la face inférieure de l'appui et du ressort porteur 10 sur une surface s'étendant transversalement par rapport à leur sens de déplacement. La surface mentionnée en dernier lieu comprend la représentation projetée de manière correspondante de chaque masse de suppression, agrandie de 50% de la surface projetée de la même manière des membranes annulaires ultérieures. Toutes les membranes annulaires utilisées dans le support de moteur proposé selon l'invention sont réalisées de telle sorte qu'elles puissent se 20 déformer sans travail d'amortissement important. De la sorte, l'effet de suppression concerné se manifeste de manière particulièrement nette. En ce qui concerne une utilisation du support de moteur proposé pour un moteur de véhicule automobile, les masses de suppression utilisées pèsent à 200 g et, dans le cas de moteurs de voitures particulières, elles pèsent généralement 10 à 50 g. Les masses de suppression et les membranes annulaires correspondantes peuvent avoir une forme s'écartant de la forme 30 circulaire absolue. Dès lors, des formes de réalisation limitées à la manière d'un ovale ou d'un polygone peuvent être reprises dans les considérations. L'ouverture d'étranglement peut être prévue dans une partie de la paroi de séparation-qui est 35 fixée rigidement ou qui peut exécuter un mouvement relatif. Il est préférable de prévoir une installation dans la partie fixée rigidement de la paroi de séparation. L'objet de la présente invention sera décrit ci-après plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une illustration en coupe longitudinale d'un exemple de réalisation du support de moteur selon l'invention; les figures 3 à 5 illustrent des formes différentes d'ouvertures d'étranglement se trouvant dans la partie fixée rigidement de la paroi de séparation; les figures 6 à 8 illustrent des possibilités 15 de réalisation différentes concernant la forme de la masse d'inertie; les figures 9 à 12 illustrent des possibilités techniques différentes pour la limitation de la mobilité de la partie mobile de la paroi de séparation. Le support de moteur illustré en figure 1 comprend un compartiment de travail 2 délimité par un appui 1, un ressort porteur 2, le palier d'appui 9 et la paroi de séparation 7, ainsi qu'un compartiment de compensation 10 délimité par la paroi de séparation 25 et une paroi tampon flexible 3, le compartiment de travail 2 et le compartiment de compensation 10 étant reliés par deux ouvertures d'étranglement 4 s'étendant parallèlement l'une à l'autre. Les ouvertures d'étranglement 4 sont disposées dans la partie fixée rigide30 ment de la paroi de séparation 7 et elles ont des longueurs et des diamètres différents. Tout comme le compartiment de travail et le compartiment de compensation, elles sont remplies d'un liquide de faible viscosité, généralement de glycol et d'eau. Dans sa partie centrale, la paroi de sépara- tion 7 comprend un élément de compensation pouvant se déplacer entre le compartiment de travail 2 et le compartiment de compensation 10, cet élément de compensation étant formé par deux masses d'inertie 5 6 limitées circulairement et disposées radialement l'une dans l'autre. Les masses d'inertie 6 sont reliées entre elles, ainsi qu'à la partie fixée rigidement de la paroi de séparation 7 par des membranes annulaires 8. La mobilité des masses d'inertie 6 est limitée dans le sens axial par des butées 5. Cellesci forment un élément d'une seule pièce de la partie rigide de la paroi de séparation 7. On évite les bruits de butée des masses d'inertie au moyen de tampons de butée de forme annulaire vulcanisés d'une seule pièce sur les masses d'inertie intérieures 6. Les tampons de butée subissent une déformation linéaire. Lorsque la masse d'inertie n'est pas excitée, ils sont écartés de part et d'autre 20 de chacune des butées attribuées d'une distance d'environ 4 mm. Les figures 3 et 4 illustrent, à titre d'exemple, l'attribution mutuelle et la forme de réalisation des passages individuels formant l'ou25 verture d'étranglement. Dans ce cas, les deux passages individuels ont une section transversale concordante qui est limitée rectangulairement. Ils sont reliés l'un à l'autre par un passage transversal 11 situé à une certaine distance des embouchures se trouvant 30 de part et d'autre. La figure 5 illustre la réalisation d'une ouverture d'étranglement à partir de n'importe quel nombre de passages individuels qui peuvent être tous disposés dans la partie rigide de la paroi de sépara35 tion 7 d'une forme de réalisation analogue à celle de la figure 1 et qui, dans le cas de sections transversales éventuellement différentes l'une de l'autre, ont des longueurs L1, L2,.... Ln différentes les unes des autres. Les volumes contenus dans les ouvertures d'étranglement individuelles et, partant, également chacune des masses de liquide sont différents, de sorte quten cas de fréquences mutuellement différentes des oscillations introduites, ils subissent une oscillation de résonance et donnent lieu à un amortissement d'un haut degré de chaque fréquence. Même dans des gammes de fréquences qui sont très voisines, cet amortissement possède encore une bonne utilité à l'échelle technique et, partant, dans une bande de fréquencesd'une certaine largeur, 15 ce qui permet de compenser l'effet d'amortissement d'un passage individuel, diminuant en présence d'une fréquence changeant progressivement dans les oscillations introduites, par le nouvel effet d'amortissement qui s'établit dans un autre passage individuel d'une 20 longueur légèrement plus grande. Dans le cas d'un nombre suffisamment important de passages individuels dont les longueurs mutuelles s'échelonnent avec des variations précises correspondantes, on peut, dès lors, obtenir un effet d'amortissement remarquable 25 dans une large gamme de fréquences. Les figures 6 à 8 représentent, par une illustration en coupe longitudinale, des formes différentes pour la réalisation et la fixation des masses d'inertie. En l'occurrence, les masses d'inertie et les membranes annulaires qui les supportentsont réalisées chacune avec une symétrie de révolution. Dans les figures 9 à 12, on représente des butées différentes qui limitent la mobilité axiale 35 des masses d'inertie. Dans le support de moteur mis hors service, elles sont écartées d'une distance d'environ 0,5 à 5 mm de l'endroit le plus proche des masses d'inertie, donnant ainsi lieu à un contact mutuel uniquement lors de l'apparition de 5 surcharges effectives. De la sorte, on -évite une destruction intempestive des membranes. On peut supprimer efficacement les cliquetis en appliquant des tampons de butée. Dans les formes de réalisation selon les 10 figures 9 à 11, les butées sont montées en amont des masses d'inertie, vu dans le sens de déplacement. En règle générale, elles sont de forme circulaire mais, comme représenté également en figure 11, elles - peuvent être constituées de cames faisant saillie 15 vers l'intérieur dans le sens radial et réparties uniformément sur la périphérie. En figure 12, on représente une butée qui entoure radialement la masse d'inertie 6 et la membrane annulaire 8 à une certaine distance axiale. 20 Suivant le sens de déviation de la masse d'inertie 6, elle peut entrer en contact avec l'un ou l'autre des deux bourrelets annulaires 12 de la membrane annulaire 8 qui font saillie dans le sens axial, conduisant ainsi à une limitation de la mobilité 25 axiale de la masse d'inertie 6. Dans cette forme de réalisation, les butées ne peuvent nullement entraver la sollicitation de la masse d'inertie 6 par la pression du liquide contenu dans le compartiment de travail. De la sorte, l'efficacité de la masse 30 d'inertie 6 se manifeste pleinement et assure l'obtention d'un découplage remarquable des oscillations dehaute fréquence. REVENDICATIONS 1. Support de moteur à amortissement hydraulique, ce support comportant un compartiment de travail délimité par un appui, un ressort porteur, un palier d'appui et une paroi de séparation, de même qu'un compartiment de compensation délimité par la paroi de séparation et une paroi tampon flexible, ces compartiments étant reliés par une ouverture d'étranglement et remplis d'un liquide, la paroi 10 de séparation comportant, dans au moins une zone partielle, un élément de compensation pouvant se déplacer entre le compartiment de travail et le compartiment de compensation, l'élément de compensation et la paroi de séparation étant disposés radialement l'un dans l'autre et reliés par une membrane annulaire élastique, tandis que l'on prévoit des butées pour limiter la mobilité de l'élément de compensation, caractérisé en ce que l'élément de compensation est constitué d'une masse d'inertie (6) 20 délimitée circulairement et en ce que l'ouverture d'étranglement est réalisée sous forme d'un canal. 2. Support de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse d'inertie (6) est constituée d'au moins deux disques annulaires 25 disposés radialement l'un dans l'autre et fixés l'un à l'autre par des membranes annulaires (8). 3. Support de moteur selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'ouverture d'étranglement (4) comprend au moins deux passages individuels réalisés sous forme de canauxreliant chacun le compartiment de travail (2) et le compartiment de compensation (10) et ayant des longueurs différentes. 4. Support de moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les passages individuels 10 ont des sections transversales différentes les unes des autres. 5.. Support de moteur selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les passages individuels sont disposes parallèlement l'un à l'autre. 15 6. Support de moteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les passages individuels sont reliés par un passage transversal (11) de part et d'autre à une certaine distance des embouchures. 7. Support de moteur selon la revendica20 tion 6, caractérisé en ce que le rapport entre la section transversale du passage transversal (11) et la section transversale de chacun des passages individuels qui y sont raccordésest de 1-3. 8. Support de moteur selon les revendica25 tions 1 à 7, caractérisé en ce que l'ouverture d'étranglement (4) est disposée dans la partie de la paroi de séparation (7): qui est assemblée rigidement au palier d'appui (9) du support de moteur.