Brevet FR2599451A1 — publié le 19871204

L'invention concerne un support de moteur à amortissement hydraulique, ce support comprenant 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 demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne 94 58 99 se réfère à un support de moteur du type indiqué ci-dessus. En l'occurrence, les ouvertures d'étranglement sont d'une courte lon15 gueur identique et de même section transversale. L'objet à la base de l'invention est de perfectionner un support de moteur du type indiqué dans l'introduction ci-dessus de telle sorte que, lors de l'introduction simultanée d'oscillations d'une faible et d'une grande amplitude, on obtienne un meilleur effet d'amortissement et, partant, une meilleure isolation. Par l'expression "oscillations d'une faible amplitude", on entend celles d'une amplitude de moins de 0,1 mm. Cet objet est réalisé par un support de moteur à amortissement hydraulique comportant un compartiment de travail délimité par un appui, un ressort porteur, un palier d'appui et une paroi de séparation, ainsi qu'un compartiment de compensation délimité par la paroi de séparation et une paroi tampon flexible, ces compartiments étant reliés par plusieurs ouvertures d'étranglement parallèles et remplis d'un liquide, caractérisé en ce que les ouvertures d'étranglement sont réalisées sous forme de canaux et ont des longueurs différentes. 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 les formes de réalisation, le compartiment de travail, le compartiment de compensation et les ouvertures 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 25 hydraulique. Cette modification est variable en fonction de la nature de chacune des oscillations introduites, ainsi que de la réalisation et de la détermination mutuelle des ouvertures d'étranglement (longueur et/ou diamètre), ce qui permet de réduire la rigidité dynamique lors de l'introduction d'oscillations de haute fréquence au-delà de 30 Hertz. Dès lors, dans le support de moteur selon l'invention, on obtient une isolation remarquable de ces oscillations et il convient de souligner le caractère impor35 tant 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'équivalence 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 pertur10 bation. 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 = / Co (4) Cu = O Cr (s) 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 compartiment 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 30 fluide et le rapport: flexibilité hydraulique du compartiment de travail isnférieur inferieur : Rapport (rapport du degré d'efficacité ou d'amortissement) de la fonction caractéristi35 que des systèmes suppresseurs Rr, B Ru, rapporté à la fonction caractéristique du système de canaux Ro. B: Rapport (rapport d'efficacité ou d'amortissement) de la fonction caractéristique Ru, YRrrapporté à la fonction caractéristique du système de canaux Ro. : Rapport entre la rigidité complexe du système suppresseur (Mred) et la rigidité du ressort de couplage Co. : 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 15 de la structure du système suppresseur réduit et de la rigidité du ressort de couplage Co. Les ouvertures d'étranglement peuvent être prévues dans la partie fixée rigidement ou dans la partie relativement mobile de la paroi de séparation. Une installation dans la partie fixée rigidement de la paroi de séparation est préférée. L'objet de la présente invention sera décrit ci-après plus en détail en se référant aux dessins 25 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 de réalisation différentes concernant la forme de 35 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 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 rigidement de la paroi de séparation 7 et elles ont des 15 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 sépara20 tion 7 comprend en outre 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 6 délimitées circulairement et disposées radialement 25 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 35 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 de chacune des butées attribuées d'une distance d'environ 4 mm. L'attribution mutuelle et la forme de réalisation de deux ouvertures d'étranglement sont illustrées à titre d'exemple dans les figures 3 et 4. Dans ce cas, les deux ouvertures ont une section 10 transversale concordante qui est délimitée rectangulairement. Elles sont reliées mutuellement l'une à l'autre par un passage transversal 11 à une certaine distance des embouchures situées de part et d'autre. La figure 5 illustre la projection développée 15 de n'importe quel nombre d'ouvertures d'étranglement qui peuvent être toutes disposées dans la partie rigide de la paroi de séparation 7 d'une forme de réalisation analogue à celle de la figure 1 et qui, avec des longueurs L1, L2, Ln différentes les unes des autres, peuvent éventuellement avoir des sections transversales 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 qu'en 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, ce qui permet de compenser l'effet d'amortissementd'une ouverture d'étranglement, diminuant en présence d'une fréquence changeant progressivement dans les oscilla- tions introduites, par le nouvel effet d'amortissement qui s' établit dans une autre ouverture d'étranglement d'une longueur légèrement plus grande. Dans le cas d'un nombre suffisamment important d'ouvertures d'étranglement 5 dont les longueurs mutuelles s'échelonnent avec des variations précises correspondantes, on peut, dès lors, obtenir un effet d'amortissement remarquable 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 supportent,sont 15 réalisées chacune avec une symétrie de révolution. Dans les figures 9 à 12, on représente des butées différentes qui limitent la mobilité axiale des masses d'inertie. Dans le support de moteur mis hors service, elles sont écartées d'une 20 distance d'environ 0,5 à 5 mm de l'endroit le plus proche de chaque masse d'inertie, donnant ainsi lieu à un contact mutuel uniquement lors de l'apparition de surcharges effectives. De la sorte, on évite une destruction intempestive des membranes. On peut 25 supprimer efficacement les cliquetis en appliquant des tampons de butée. Dans les formes de réalisation selon les figures 9 à 11, les butées sont montées en amont des masses d'inertie, vu dans le sens de déplacement. 30 En règle générale, elles sont de forme circulaire mais, comme représenté également en figure 11il, elles peuvent être constituées de cames faisant saillie 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. 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 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 d'inertie 6 se manifeste pleinement et assure l'ob15 tention d'un découplage remarquable des oscillations dehaute fréquence. Concernant l'utilisation de masses d'inertie du type décrit ci-dessus, on peut généralement noter ce qui suit: 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 propor25 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 30 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 35 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 de compensation 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 15 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 20 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 25 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 50g. Les masses de suppression et les membranes annulaires correspondantes peuvent avoir une forme s'écartant de la forme 35 circulaire absolue. Dès lors, des formes de réalisa- tion limitées à la manière d'un ovale ou d'un polygone peuvent être reprises dans les considérations. Dans certains cas, l'utilisation de masses d'inertie de ce type peut être négligée et ne cons5 titue qu'une forme de réalisation de l'invention. REVENDICATIONS 1. Support de moteur à amortissement hydraulique comportant un compartiment de travail délimité par un appui, un ressort porteur, un palier d'appui et une paroi de séparation, ainsi qu'un compartiment de compensation délimité par la paroi de séparation et une paroi tampon flexible, ces compartiments étant reliés par plusieurs ouvertures d'étranglement parallèles et remplis d'un liquide, 10 caractérisé en ce que les ouvertures d'étranglement sont réalisées sous forme de canaux et ont des longueurs différentes. 2. Support de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ouvertures d'étran15 glement ont des sections transversales différentes les unes des autres. 3. Support de moteur selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les ouvertures d'étranglement sont reliées par un passage transver20 sal (11) à une certaine distance de part et d'autre des embouchures. 4. Support de moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rapport entre la section transversale du passage transversal (11) 25 et la section transversale de chacun des passages individuels ultérieurs est de '1-3. 5. Support de moteur selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les ouvertures d'étranglement (4) sont disposées dans une partie de la paroi de séparation (7) qui est adaptée rigidement au palier d'appui (9) du support de moteur.