Brevet FR2896186A1 — publié le 20070720

La présente invention concerne une suspension indépendante pour une roue orientable d'un véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile comportant de telles suspensions indépendantes. La conception des suspensions indépendantes des roues orientables d'un véhicule automobile formant, dans le cas de véhicules automobiles dits de tourisme, généralement le train avant, pose constamment de nouveaux problèmes à résoudre, puisque la conception dépend de la place limitée disponible sous la carrosserie du véhicule automobile et, en même temps, influence de manière non négligeable le comportement en marche, notamment le confort en marche, du véhicule automobile et plus particulièrement ses propriétés de braquage. En même temps, des contraintes et exigences générales pour la conception des automobiles, portant par exemple sur une conception de plus en plus compacte, sur des performances et une agilité de plus en plus grandes, y compris sur un diamètre de braquage le plus petit possible, et sur des procédés de fabrication, y compris le montage, de moins en moins coûteux, sont formulées. Pour les véhicules de gamme moyenne, mais aussi pour des véhicules de haut de gamme, les trains avant du type Mac Pherson sont très largement majoritaires, puisque ce type d'essieu offre de très bonnes performances en guidage et comportement en marche, cela à un coût très intéressant et, de plus, en ne prenant qu'une place limitée, notamment en transversale. Dans le cadre des améliorations qui ont été trouvées au fil du temps, il y a une conception selon laquelle une roue orientable est suspendue à la carrosserie de manière indépendante moyennant ce qui est appelé un triangle de suspension, c'est-à-dire un élément reliant un porte-roue sur lequel est fixé la roue orientable, et qui est orientable autour d'un point de pivot, avec deux points de châssis du véhicule automobile sur lesquels la roue est articulée en élévation. Selon une conception plus récente, ce triangle de suspension n'est plus formé par une seule pièce, mais par deux biellettes disposées généralement de manière à créer un axe de pivot virtuel plus écarté de l'axe central du véhicule que celui qui est réalisable avec un triangle, permettant ainsi de réaliser des déports au sol négatifs. Cependant, la conception du bloc avant d'un véhicule automobile s'avère de plus en plus difficile notamment lorsqu'il s'agit d'y placer un train avant avec un diamètre de braquage de plus en plus réduit pour améliorer la manoeuvrabilité du véhicule, notamment sur un parking. Le but de l'invention est de palier les inconvénients décrits ci avant. Le but de l'invention est atteint avec une suspension indépendante pour une roue orientable d'un véhicule automobile, avec un dispositif destiné à relier un porte-roue, orientable autour d'un point de pivot, avec deux points du châssis du véhicule automobile sur lesquels la roue est articulée en élévation. Conformément à l'invention, le dispositif comprend deux biellettes destinées à être montées par les unes de leurs deux extrémités opposées aux deux points d'articulation en élévation du châssis, et par les autres de leurs deux extrémités opposées à deux points de montage du porte-roue situés à des distances différentes du point de pivot, celle des deux biellettes qui est montée au point de montage plus éloigné du point de pivot étant alignée sur un point fictif situé au moins très proche du point de montage de l'autre biellette sur le porte-roue. La solution proposée par la présente invention consiste donc à remplacer le triangle de suspension du train avant Mac Pherson par une disposition particulière de deux biellettes destinées à relier un porte-roue, orientable autour d'un point de pivot, avec deux points espacés l'un de l'autre du châssis du véhicule automobile sur lesquels la roue est articulée en élévation. Grâce à cette disposition de l'invention, le point de pivot autour duquel la roue est orientable, est rendu lui même mobile avec le braquage, alors que ce point est fixe dans le cas d'un train avant Mac Pherson classique. De plus, les dispositions spécifiques de l'invention permettent d'atteindre une réserve plus importante en braquage maximum entre le pneumatique et l'environnement, typiquement entre le pneumatique et le brancard. Ceci permet d'augmenter la course de la crémaillère pour pouvoir braquer plus et diminuer en même temps le diamètre de braquage. Cette disposition de l'invention consiste, pour l'essentiel, comme défini plus haut, en la présence d'une première biellette plus ou moins transversale par rapport à la direction longitudinale du véhicule automobile et la présence d'une seconde biellette disposée à l'arrière par rapport à la première biellette. La seconde biellette est orientée de façon qu'elle coupe, en prolongation, la première biellette approximativement à la rotule entre la première biellette et le point de pivot. Selon cette disposition, la longueur de la première biellette est maximale. Elle correspond par exemple à la longueur d'un triangle de suspension classique du type Mac Pherson. Quant à la longueur de la seconde biellette, celle-ci est déterminée de manière que l'extrémité de la seconde biellette du côté de la roue est plus éloignée du porte-roue que l'extrémité correspondante de la première biellette. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation préféré de l'invention. La description est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 rappelle la conception d'un train avant classique de type Mac Pherson ; - la figure 2 représente le principe de conception d'une suspension indépendante pour une roue orientable selon l'invention ; la figure 3 représente, en une vue en perspective, un mode de réalisation de l'invention ; la figure 4 montre le mode de réalisation de la figure 3 en une vue de dessus ; et la figure 5 montre le mouvement de l'axe de pivot d'une suspension indépendante de l'invention pour une roue orientable, lors du braquage de cette roue. la figure 6 montre la trajectoire du centre roue, lors du braquage de cette roue, d'une suspension indépendante selon l'invention. Comme le rappelle la figure 1, un train avant classique du type Mac Pherson, qui est pris ici comme exemple d'une suspension indépendante pour une roue orientable d'un véhicule automobile, comprend un porte-roue 1 avec un moyeu destiné à recevoir une roue 2, une jambe de force comportant un amortisseur hydraulique 3 et un ressort hélicoïdal concentrique 4, un triangle de suspension 5 reliant le porte-roue à partir d'un point de pivot D à deux points El, E2 du châssis du véhicule automobile sur lesquels la roue est articulée en élévation, ainsi qu'une biellette 6 reliant le porte-roue 1 à une crémaillère 7 du système de direction du véhicule automobile et une barre de stabilisation 8 rattachée à la jambe de force 3, 4. La jambe de force 3, 4 est fixée à son extrémité C, opposée à la roue 2, à la caisse du véhicule. Dans cette conception classique, le point de montage côté roue du train de suspension concorde avec le point de pivot D autour duquel la roue 2 est orientable lors d'une manoeuvre de braquage. La biellette 6 par laquelle la roue 2 est reliée à la crémaillère de direction 7 étant montée au porte-roue 1 à un point L généralement situé sur un levier 9 solidaire du porte-roue 1, il est aisé de s'imaginer qu'une réduction du diamètre de braquage d'un véhicule automobile implique une augmentation de la course de la crémaillère 7 et qu'une telle augmentation de la course de la crémaillère 7 va à l'encontre de l'exigence de construire les véhicules de plus en plus compacts. La conception de l'invention, représentée schématiquement sur la figure 2, reprend certains éléments d'une suspension indépendante classique dont les caractéristiques ont été rappelées ci avant. Ainsi, une suspension indépendante selon l'invention comprend un porte-roue 1 avec un moyeu destiné à recevoir une roue 2, une jambe de force comportant un amortisseur hydraulique 3 et un ressort hélicoïdal concentrique 4, une biellette 6 par laquelle le porte-roue 1 est attaché à une crémaillère d'un système de direction du véhicule automobile et une barre de stabilisation 8 rattachée à la jambe de force 3, 4. La jambe de force 3, 4 est fixée à son extrémité C, opposée à la roue 2, à la caisse du véhicule. La suspension indépendante de l'invention se distingue par contre d'une suspension indépendante classique par le fait que le triangle de suspension par lequel le porte-roue 1 est relié au châssis du véhicule automobile de manière articulée en élévation, est remplacé par un dispositif comprenant deux biellettes 11, 12 montées de la manière suivante : la première biellette 11 est articulée par une de ces deux extrémités opposées au point El du châssis du véhicule automobile et par son extrémité opposée à un premier point de montage Dl sur le porte-roue 1 alors que la seconde biellette 12 est articulée en élévation sur le point E2 du châssis du véhicule automobile par l'une de ces deux extrémités opposées et sur un point D2 du porte-roue 1, éloigné du point Dl, par l'autre de ses deux extrémités opposées. Toutefois, comme la figure 2 le montre aussi, la différence entre la suspension de l'invention et la suspension classique rappelée sur la figure 1 ne se résume pas par un seul remplacement d'un triangle de suspension par deux biellettes, mais par la disposition des points de montage Dl et D2 sur le porte-roue 1. En effet, les deux points de montage Dl, D2 sont espacés l'un de l'autre. La position du premier point de montage Dl correspond approximativement, mais pas nécessairement exactement, à la position du point de pivot D de la conception classique représentée sur la figure 1. Le second point de montage D2, par contre, est situé à une distance du porte-roue 1, en direction vers le second point d'articulation E2 du châssis. La position du second point de montage D2 du porte-roue 1 par rapport au premier point de montage Dl et l'espacement entre les deux points d'articulation El, E2 du châssis du véhicule automobile sont déterminés de manière que la biellette 12, qui est donc montée à celui des deux points de montage Dl, D2 qui est plus éloigné du point de pivot du porte-roue, est aligné sur un point fictif K situé au moins très proche du point de montage Dl de la biellette 11 sur le porte-roue 1. Autrement dit, seule celle des deux biellettes 11, 12 qui est disposée plus vers l'arrière du véhicule automobile que l'autre, est alignée sur un point fictif K situé au moins très proche du point de montage Dl de l'autre biellette sur le porte-roue 1. Selon une disposition particulière de l'invention, le point fictif K est confondu avec celui des deux points de montage Dl, D2 des biellettes 11, 12 sur le porte-roue 1 qui est plus proche du point de pivot. De plus, le point fictif K peut être situé en dehors de la roue 2. Les figures 3 et 4 montrent respectivement en perspective et en une vue du dessus un exemple de réalisation d'un train avant pour un véhicule automobile. Le train avant comprend le porte-roue 1, sur lequel est monté une roue 2, l'amortisseur hydraulique 3 de la jambe de force, la biellette 6 destinée à relier la roue orientable 2 à la crémaillère du système de direction du véhicule automobile, une barre stabilisatrice 8 ainsi qu'un arbre d'entraînement 10. Le train avant comprend par ailleurs, une première biellette 11 et une seconde biellette 12 destinées à relier la roue 2 de manière articulée en élévation au châssis du véhicule. Comme représenté en figure 4, la biellette 12 présente une forme courbe et est alignée sur un point fictif K situé au moins très proche du point de montage Dl de la biellette 11 sur le porte-roue 1, voire confondu avec ce point Dl. On entend par aligné le fait que la ligne passant par les deux extrémités opposées E2 et D2 de la biellette 12 passe par le point fictif K, ce point fictif K étant situé au moins très proche du point de montage Dl de la biellette 11 sur le porte-roue 1, voire confondu avec ce point Dl. La figure 5 représente le mouvement de l'axe de pivot A de la roue 2 et de son intersection avec le sol, lors d'un braquage de la roue, dans une suspension indépendante selon l'invention ; ce mouvement étant représenté par un faisceau de droites. Cet axe de pivot A correspond à l'intersection : - du plan contenant la biellette 11 (définie par la ligne E1-D1 sur la figure 5) et le point C de fixation de la jambe de force 3, 4 sur la caisse d'une part ; et du plan contenant la biellette 12 (définie par la ligne E2-D2 sur la figure 5) et le point C d'autre part. A la différence d'un train d'architecture Mac Pherson classique, cet axe de pivot A n'est pas, dans le cas de l'invention, fixe en braquage, mais mobile en raison du déplacement des biellettes 11, 12 lors du braquage. Cet axe de pivot A passe généralement près du point de pivot D décrit précédemment. Comme représenté en figure 5 dans la configuration de biellettes 11, 12 selon l'invention, lors d'un braquage, l'axe de pivot A de la roue 2 située du côté extérieur au virage s'écarte de la caisse, alors qu'il s'en rapproche pour la roue située du côté intérieur au virage. La figure 6 complète la figure 5 en montrant également le mouvement du centre de la roue lors du braquage, représenté par : la courbe 13 dans le cas d'un train d'architecture Mac Pherson classique ; et - la courbe 14 dans le cas d'une suspension indépendante selon l'invention. Ces deux courbes 13, 14 sont superposées au 15 mouvement de l'axe de pivot A, représenté par un faisceau de droites. Avec une suspension indépendante selon l'invention, le mouvement de l'axe de pivot lors du braquage permet d'écarter la roue de l'axe du véhicule, par exemple d'un 20 brancard, lors des braquages extrêmes, notamment pour la roue intérieure. Comme représenté en figure 6 en situation de braquage extrême, la roue intérieure d'une suspension indépendante selon l'invention présente un gain G de 25 braquage par rapport à la roue intérieure d'un train d'architecture Mac Pherson classique. Il devient donc possible d'augmenter la course de crémaillère et l'angle de braquage extrême afin de diminuer le diamètre de braquage du véhicule. REVENDICATIONS 1. Suspension indépendante pour une roue orientable d'un véhicule automobile, avec un dispositif (5) destiné à relier un porte-roue (1), orientable autour d'un point de pivot (D), avec deux points (El, E2) du châssis du véhicule automobile sur lesquels la roue est articulée en élévation, caractérisée en ce que le dispositif (5) comprend deux biellettes (11, 12) destinées à être montées par les unes de leurs deux extrémités opposées aux deux points (El, E2) d'articulation en élévation du châssis, et par les autres de leurs deux extrémités opposées à deux points de montage (Dl, D2) du porte-roue (1) situés à des distances différentes du point de pivot (D), celle (12) des deux biellettes (11, 12) qui est montée au point de montage plus éloigné (D2) du point de pivot (D) étant alignée sur un point fictif (K) situé au moins très proche du point de montage (Dl) de l'autre biellette (11) sur le porte-roue (1). 2. Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que celle (12) des deux biellettes (11, 12) qui est disposée plus vers l'arrière du véhicule automobile que l'autre, est alignée sur le point fictif (K) situé au moins très proche du point de montage (Dl) de l'autre biellette (11) sur le porte-roue (1). 3. Suspension selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le point fictif (K) est confondu avec celui (Dl) des deux points de montage (Dl, D2) des biellettes (11, 12) sur le porte-roue (1) qui est plus proche du point de pivot (D). 4. Suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le point fictif (K) est situé en dehors de la roue. 5. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend des suspensions selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.