Brevet FR2782473A1 — publié le 20000225

La présente invention concerne un véhicule automoteur à suspension fluidique du type comportant plus de deux essieux moteurs. Elle concerne plus particulièrement un véhicule du type précité dans lequel on a amélioré l'adhérence avec le sol des roues avant lorsque ce véhicule gravit une pente, et celle des roues arrière lorsque le véhicule freine. L'une des difficultés rencontrée par les véhicules automoteurs, notamment ceux destinés à se déplacer dans des cultures, est de gravir des pentes dont le sol présente une mauvaise adhérence en évitant de se trouver bloqués lorsque l'une ou plusieurs de leurs roues patinent. Ce phénomène de patinage se produit lorsque le couple moteur de la roue devient supérieur au couple résistant qui existe entre la roue et le sol. On sait que le couple résistant présenté par une roue d'un véhicule à deux essieux de poids P et d'empattement e est proportionnel à la force exercée par cette roue sur le sol, force qui est égale lorsque, par exemple, son poids se répartit également sur les quatre roues, au poids P/4 lorsque le véhicule se déplace sur un plan horizontal, mais qui se trouve diminuée, lorsqu'il gravit une pente formant un angle a avec le sol, d'une valeur proportionnelle à la valeur du cosinus de l'angle a. Par ailleurs, dans ce dernier cas, il existe une composante du poids P du véhicule parallèle à sa surface d'appui sur le sol (égale à P.sin x) et qui est dirigée vers l'arrière du véhicule. Cette composante, qui est appliquée au centre de gravité G du véhicule, a pour effet de créer un couple C dont le bras de levier est égal à la distance h du centre de gravité G à la surface d'appui du véhicule sur le sol et qui a pour effet, au cours d'une montée du véhicule, de surcharger l'essieu arrière (d'une valeur Afl=P.h/e.sin a) et de soulager l'essieu avant de celui- ci d'une valeur identique. Dans ces conditions chaque zone de l'essieu avant se trouve ainsi doublement soulagée, d'une part en raison de la diminution de la force d'appui Af2=P/4(1-cos c) et d'autre part en raison de la force issue du couple C précédemment mentionné et qui est égale à Afl=P/2.h/e.sin a. Si la diminution Af2 de la force d'appui est peu élevée pour les petites pentes il n'en est pas de même pour la valeur de Afl 1, dans la mesure o la distance h séparant le centre de gravité G du sol est habituellement de l'ordre de deux mètres, si bien que les essieux avant de tels véhicules sont très rapidement soulagés en cours de montée et que leur adhérence se trouve ainsi très fortement réduite. On sait que de tels véhicules disposent de couples moteurs élevés, mais pour utiliser au maximum de telles capacités de puissance on est contraint d'assurer un contrôle rigoureux de la puissance fournie aux essieux, de façon à réduire la puissance fournie aux roues avant afin de les empêcher de patiner, et d'augmenter celle fournie aux roues arrière qui peuvent admettre un couple moteur plus important sans patiner. On comprendra qu'une telle distribution contrôlée de la puissance présente l'inconvénient de nécessiter des moyens de régulation complexes et onéreux. On peut bien entendu, afin de minimiser les composantes Af'l=P/2.h/e.sin a, diminuer la valeur de la distance h du centre de gravité du véhicule avec le sol et/ou augmenter celle de l'empattement e de ce dernier. On a ainsi proposé dans la demande n 91.13749 de relever les appuis en direction du centre de gravité. Quant à la valeur de l'empattement e elle ne peut être augmentée dans de grandes proportions si l'on souhaite conserver au véhicule ses aptitudes en tout terrain qui imposent un empattement réduit. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités en proposant un véhicule de type tout terrain à plus de deux essieux dans lequel on réduit de façon particulièrement notable le soulagement en montée de ses roues avant. La présente invention permettra également de réduire le soulagement des roues arrière du véhicule lorsque celui-ci sera soumis à un freinage. La présente invention a ainsi pour objet un véhicule automoteur du type comportant au moins trois essieux, à savoir un essieu avant, un essieu arrière et un essieu médian, qui sont réunis au châssis par des suspensions avant, arrière et médiane qui sont chacune sollicitées par au moins une source de fluide sous pression, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commutation aptes à alimenter par la même source de fluide sous pression la suspension médiane et soit la suspension avant soit la suspension arrière. Les suspensions peuvent être notamment constituées de coussins gonflables ou de vérins hydropneumatiques. Quant aux moyens de commutation, qui peuvent notamment être constitués d'électrovannes, ils peuvent être commandés aussi bien par des moyens manuels que par des moyens automatiques. Ces derniers peuvent être constitués de moyens aptes à détecter les différences d'horizontalité ou de niveau du véhicule. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: Les figures 1 et la sont des vues schématiques montrant la répartition des efforts qui s'exercent sur un véhicule à deux essieux lorsque celui-ci gravit une pente. La figure 2 est vue schématique d'un véhicule suivant l'invention en position de transport sur route. La figure 2a est une vue schématique montrant le même véhicule suivant l'invention en position de travail en cours de montée, les points d'appui du châssis de celui-ci étant représentés de façon virtuelle. Les figures 3 à 5 sont des vues schématiques d'un exemple d'un dispositif de commutation utilisable dans un véhicule suivant l'invention, respectivement en position de transport, en position de montée et en position de freinage. La figure 3a est une vue schématique de détail d'un élément de commande des dispositifs de commutation utilisable suivant l'invention. Le véhicule suivant l'invention, de poids P, qui est représenté sur les figures 2 et 2a comporte un châssis 1 qui est supporté par trois essieux, à savoir un essieu avant 3a, un essieu arrière 3c, définissant ainsi un empattement de valeur e, et un essieu médian 3b. Les extrémités de ces essieux sont reliées au châssis 1 par des paires de suspensions respectives avant 5a, arrière 5c et médiane 5b qui sont constituées de coussins gonflables qui sont reliés, par l'intermédiaire de moyens de contrôle, à des valves de nivellement Pl, P3, P2, c'est-à-dire des valves qui sont reliées à une source de pression et qui sont aptes à maintenir une hauteur constante entre le châssis 1 et le sol quelle que soit la charge du véhicule. Ces moyens de contrôle, qui seront décrits ci-après, sont tels qu'ils permettent, lorsque le véhicule se déplace sur route et qu'il se trouve ainsi en une position dite "de transport", d'alimenter de façon indépendante chaque paire de coussins des trois essieux par les trois valves de , nivellement respectives Pl, P2, P3 et, lorsque le véhicule se déplace sur le terrain en une position dite "de travail" d'alimenter ensemble les paires de coussins 5a et 5b des essieux avant 3a et médian 3b. Dans ces conditions on constate, ainsi que représenté sur la figure 2, qu'en position de transport, le poids P du véhicule se répartit sensiblement de façon identique sur ses 6 roues à raison d'une force P/6 par roue. Lorsque le véhicule se trouve en position de travail et que, en conséquence, les coussins de suspension 5a et 5b des essieux avant 3a et médian 3b sont en communication, ils se trouvent ainsi virtuellement reliés au châssis 1 en un point Q situé au milieu de ces deux essieux 3a et 3b. On constate dès lors que l'empattement du véhicule devient égal à 3e/4 et que, en conséquence le soulagement f' des essieux avant devient: f'=couple/empattement = C/(3e/4)=4C/3e On notera qu'un tel soulagement s'effectue sur deux essieux, si bien que pour l'essieu avant et l'essieu médian le soulagement est de 2C/3e, ce qui correspond à un soulagement de C/3e par roue. Si l'on compare ce soulagement des roues avant à celui de l'état antérieur de la technique (qui est de C/2e) on constate qu'il lui est inférieur d'environ 33%. La présente invention permet ainsi d'améliorer de façon très substantielle l'adhérence des roues avant d'un véhicule lorsque celui-ci gravit une pente. Par ailleurs on sait également, qu'au cours d'un freinage, le véhicule est soumis à un phénomène de même type, mais en sens inverse, puisque l'arrière de celui-ci se trouve soulagé alors que sa partie avant se trouve surchargée. Il y a donc, comme précédemment, une perte d'adhérence du véhicule avec le sol au niveau de ses roues arrière, qui est due au soulagement qui se produit sur celles-ci. La présente invention permet également d'éviter cet inconvénient en diminuant l'importance de ce soulagement. Pour ce faire on procède comme précédemment en alimentant ensemble les paires de coussins des essieux arrière et médian. Cette connexion sera réalisée par exemple au moyen d'électrovannes à tiroir commandées par un détecteur d'accélération tel que par exemple un détecteur à pendule. Les figures 3 à 5 représentent un exemple d'un mode de mise en oeuvre permettant d'assurer suivant les cas de la montée du véhicule ou du freinage de celui-ci, la commutation respective de la paire des coussins médians avec la paire des coussins avant ou arrière. Sur ces figures on a représenté un seul des coussins de chaque paire de coussins associée à chacun des essieux. Le dispositif comprend donc essentiellement les coussins avant 5a, les coussins arrière 5c et les coussins médian 5b, trois sources d'alimentation en air sous pression respectives à savoir une vanne de nivellement P1 destinée à alimenter les coussins 5a, une vanne de nivellement P2 destinée à alimenter les coussins 5b et une vanne de nivellement P3 destinée à alimenter les coussins 5c. Les diverses commutations de ce dispositif sont assurées par quatre électrovannes à deux positions, à savoir une position d'arrêt de fluide, dans laquelle elle est mise par l'action d'un ressort et qui est représentée schématiquement par deux traits perpendiculaires à la direction de déplacement de l'air dans l'électrovanne, et une position de passage de l'air dans laquelle elle est mise sous l'effet de l'excitation d'un électro-aimant de commande 10',12',14',16' et qui est représentée schématiquement par un trait continu pourvu de deux flèches. Les valves de nivellement P1 et P3 sont respectivement réunies aux coussins 5a et 5c. Par ailleurs l'entrée du coussin 5b est réunie de première part à la valve de nivellement P1 par l'intermédiaire d'une électrovanne 10, de seconde part à la valve de nivellement P3 par l'intermédiaire d'une électrovanne 12 et de troisième part à la valve de nivellement P2 par l'intermédiaire de deux électrovannes 14 et 16. Les moyens de commutation comportent un dispositif de commande 20 comportant un pendule 28 à fonctionnement amorti. Ce dispositif de commande 20, qui est alimenté en courant électrique par une ligne 22, possède deux bornes de sortie à savoir une borne 24 et une borne 26. Lorsque le balancier 28 du dispositif 20 se trouve en position verticale, ce qui est le cas lors du transport sur route du véhicule, aucune des deux bornes de sortie 24 et 26 n'est alimentée en courant. Par contre lorsque le véhicule se trouve en position de travail et gravit une pente, le balancier se trouve alors dans la position arrière A représentée sur la figure 3a et sa borne de sortie 24 est alimentée en courant. De même lorsque le véhicule passe en position de freinage, le balancier 28 se déplace vers la position avant B sur la figure 3a et la borne de sortie 26 est alors alimentée en courant. On a représenté sur la figure 3 les électrovannes de commande en position de repos. Dans cette position les électrovannes 10 et 12 sont en position de fermeture alors que les électrovannes 14 et 16 sont en position de passage. Les électroaimants 10' et 14' des électrovannes 10 et 14 sont réunies à la sortie 24 du dispositif de commande et les électroaimants des électrovannes 12 et 16 sont réunis à la sortie 26 de celui-ci. Dans ces conditions le fonctionnement des moyens de commutation s'effectue ainsi que décrit ci-après. En position de transport, ce qui correspond à la figure 3, aucune des bornes 24 et 26 n'est alimentée en courant, si bien que les électrovannes se trouvent dès lors dans leur positon de repos. Dans cette position les électrovannes 10 et 12 bloquent le passage de l'air sous pression si bien que chacun des coussins 5a, 5b, 5c est alimenté par sa valve de nivellement respective Pl, P2, P3. Lorsque le dispositif gravit une pente, ce qui correspond à la représentation de la figure 4, le balancier 28 bascule vers la position arrière A, si bien que la sortie 24 se trouve alimentée en courant et que, en conséquence, les électroaimants 10' et 14' des électrovannes 10 et 14 sont excités et ces dernières passent alors respectivement en position de passage et en position d'arrêt. On constate dans ces conditions que les coussins 5a et 5b sont alimentés par la même valve de nivellement P1 et que le coussin 5c est alimenté par la valve de nivellement P3. Ces moyens de commutation assurent bien ainsi, tel qu'expliqué précédemment, une même alimentation pour le coussin avant 5a et le coussin médian 5b et la suspension se trouve alors dans la configuration virtuelle représentée sur la figure 2a. En position de freinage, ce qui correspond à la figure 5, le pendule 28 bascule en position avant B et la borne 26 se trouve alors alimentée en courant. Dans ces conditions les électroaimants 16' et 12' des électrovannes 16 et 12 sont excités et ces dernières passent l'une et l'autre en positon de blocage. On constate ainsi que, dans cette position, les coussins arrière 5c et médian 5b sont P3, et que le coussin avant est alimenté par sa propre valve de nivellement à savoir la valve P1, ainsi qu'exposé précédemment. On pourrait bien entendu suivant l'invention remplacer les coussins gonflables par des vérins hydropneumatiques et les électrovannes et le système à balancier par d'autres moyens équivalents permettant en position de montée du véhicule d'alimenter les coussins avant et médian à partir d'une même source d'air sous pression et en position de freinage d'alimenter les coussins arrière et médian à l'aide d'une même source d'air sous pression. Il REVENDICATIONS 1.- Véhicule automoteur du type comportant au moins trois essieux, à savoir un essieu avant (3a) un essieu arrière (3c) et un essieu médian (3b), qui sont réunis au châssis (1) par des suspensions avant (5a) arrière (5c) et médiane (5b) qui sont chacune sollicitées par au moins une source de fluide sous pression (P1,P2,P3), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commutation (10,12,14,16) aptes à alimenter, par la même source de fluide sous pression, la suspension médiane (5b) et soit la suspension avant (5a) soit la suspension arrière (5c). 2.- Véhicule suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de commutation (10,12,14,16) sont commandés par des moyens de type manuel. 3.- Véhicule suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de commutation (10,12,14,16) sont commandées par des moyens de détection de variation d'horizontalité (20). 4.- Véhicule suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de commutation sont constitués d'électrovannes (10,12,14,16).