Brevet FR2944233A1 — publié le 20101015

TRAIN AVANT POUR VEHICULE AUTOMOBILE, COMPRENANT UN AXE DE GUIDAGE SENSIBLEMENT VERTICAL La présente invention concerne un train avant pour véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'un tel train avant. Les véhicules automobiles peuvent comporter un train avant du type MacPershon, comprenant un triangle inférieur lié à un berceau, et un amortisseur de suspension sensiblement vertical. L'extrémité supérieure de l'amortisseur est fixé à la caisse du véhicule, en point situé au dessus de la roue. Un moyeu de roue avant est maintenu d'une part vers le haut, par une fixation sur la base du corps de l'amortisseur pouvant pivoter autour de son axe, et d'autre part vers le bas, par une rotule inférieure disposée sur le côté extérieur du triangle de suspension, Le moyeu de roue peut pivoter suivant un axe proche de la verticale, qui passe par l'extrémité supérieure de l'amortisseur et par la rotule inférieure, pour réaliser le braquage de direction des roues avant. Un ressort de suspension est monté en parallèle de l'amortisseur, pour permettre un débattement de la roue suivant l'axe de l'amortisseur. Le débattement de la suspension génère une oscillation du triangle inférieur autour d'un axe de triangle disposé sensiblement longitudinalement, qui le relie au châssis. Pendant cette oscillation de la suspension, la rotule inférieure décrit un arc de cercle autour de l'axe de triangle. Le moyeu de roue décrit alors un mouvement combiné dû à la fois au mouvement de la rotule inférieure et à celui du corps de l'amortisseur, comprenant simultanément une variation dans un plan transversal, de l'angle formé entre le plan de la roue et un axe vertical, ou angle de carrossage, et un rapprochement de cette roue vers le centre du véhicule qui modifie la voie de ce train. Pendant le travail des suspensions avant qui peut être différent entre les deux côtés, en virage notamment, on a alors des variations spécifiques des caractéristiques géométriques de chaque demi-train avant, ce qui peut nuire à la tenue de route. Un type de train avant comportant moins de variation de géométrie, présenté notamment par le document FR-A1-2888553, comprend une tige sensiblement verticale liée au moyeu de la roue, qui est guidé par un coulisseau relié à la caisse du véhicule. Le moyeu de la roue peut débattre verticalement pour assurer la suspension, par le coulissement vertical de la tige dans le coulisseau, des ressorts ainsi qu'un amortisseur étant logés dans la roue pour amortir les oscillations de cette suspension. De plus, la tige pivote dans le coulisseau pour réaliser le braquage de direction de la roue avant, sous l'effet d'un vérin électrique logé aussi dans la roue. Un problème qui se pose est que ce montage sur la caisse du véhicule est très différent de celui d'une suspension MacPershon, cette solution est difficile à mettre en oeuvre sans modifications importantes du véhicule. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, et de proposer à la réalisation d'un train avant comportant une géométrie sensiblement constante, une solution simple et économique. Elle propose à cet effet un train avant pour véhicule automobile, comprenant pour chaque roue avant un axe de guidage sensiblement vertical permettant un pivotement de cette roue autour de l'axe pour assurer le braquage de direction, ainsi qu'un coulissement le long de cet axe pour assurer le débattement de la suspension, caractérisé en ce que l'axe de guidage est lié par ses extrémités de manière fixe, à la caisse du véhicule. Un avantage du train avant selon l'invention, est que l'on peut obtenir un train comportant très peu de variation de géométrie, tout en utilisant des points de fixation de l'axe de guidage sur la caisse du véhicule, qui sont proches de ceux d'un train avant du type MacPershon. De plus le train avant selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, une liaison élastique inférieure de filtration est interposée entre l'extrémité inférieure de l'axe et la caisse du véhicule. La liaison élastique inférieure peut comporter un bloc élastique sensiblement cylindrique, dont le contour extérieur est calé sur un élément lié à la caisse du véhicule, ce bloc élastique comprenant un perçage axial qui reçoit l'extrémité inférieure de l'axe de guidage. Avantageusement, l'axe de guidage fait partie d'un amortisseur de suspension. Avantageusement, un moyeu de roue est fixé sur le corps de l'amortisseur de suspension, dans lequel coulisse l'axe de guidage qui le traverse de part en part. Avantageusement, un ressort de suspension hélicoïdal monté autour de l'amortisseur, prend appui d'un côté sur le corps de l'amortisseur, et d'un autre côté sur la caisse du véhicule autour de la fixation de l'extrémité supérieure de l'axe de guidage. Selon un mode de réalisation, la caisse du véhicule comporte un berceau avant supportant le moteur thermique, ce berceau comportant de chaque côté un prolongement rigide qui reçoit en un point extérieur, la liaison avec l'extrémité inférieure de l'axe de guidage. Les prolongements du berceau peuvent former un caisson recevant le bloc élastique. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile dont le train avant comprend pour chaque roue avant, un axe de guidage sensiblement vertical, ce train avant comportant de plus l'une quelconque des caractéristiques précédentes. Avantageusement, ce véhicule automobile comporte seulement les roues arrière motrices, ou des moteurs électriques logés dans les roues avant. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, donnée à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 présente une vue d'avant d'un demi-train avant selon l'art antérieur ; - la figure 2 présente une vue en perspective d'un demi-train avant selon l'invention ; - la figure 3 présente ce demi-train avec la suspension comprimée ; - la figure 4 présente en coupe axiale un amortisseur formant l'axe de guidage pour ce demi-train avant ; et - la figure 5 présente en coupe axiale, une liaison élastique de l'extrémité inférieure de l'axe de l'amortisseur. La figure 1 présente un demi-train avant 1 comportant un moyeu de roue 2 entraîné par un arbre de roue 4, relié à une boîte de vitesses non représentée. La partie supérieure du moyeu de roue 2 est fixée à la base du corps d'un amortisseur 6, et peut tourner autour de l'axe de cet amortisseur. L'amortisseur 6 est entouré dans sa partie supérieure venant au dessus du pneumatique 12 de la roue, par un ressort de suspension hélicoïdal 8 dont seul le volume global est représenté sur la figure. L'extrémité supérieure de la tige axiale coulissante de l'amortisseur 6, est fixée sur une tôle 14 de la caisse du véhicule disposée au dessus de la roue avant, une liaison élastique comportant un élastomère étant interposée pour réaliser une filtration des vibrations venant de la roue lors du roulage. La partie inférieure du moyeu de roue 2 est fixée par une rotule 16, au côté extérieur d'un triangle de suspension 10. La base du triangle de suspension 10 qui se trouve vers l'intérieur du véhicule, est reliée à un berceau 18 par un axe de triangle 20 permettant une oscillation de ce triangle suivant un axe sensiblement longitudinal. On obtient lors des oscillations de la suspension, suite au pivotement du triangle 10 et au coulissement de l'amortisseur 6, à la fois une variation de l'angle de carrossage et de la voie du train avant. La figure 2 présente un demi-train avant 31 comportant un moyeu de roue 2 portant une roue 44, fixé sur un support 30 directement relié à la base d'un amortisseur 32. L'extrémité supérieure de la tige axiale 34 de l'amortisseur 32, comprend une fixation sur une tôle de la caisse du véhicule comportant une liaison élastique pour filtrer des vibrations. Un ressort hélicoïdal de suspension 8 entourant l'amortisseur 32, prend appui d'un côté sur le corps de l'amortisseur, et d'un autre côté sur la caisse du véhicule, autour de la fixation de l'extrémité supérieure de la tige axiale 34. Ces fixations de l'extrémité supérieure de la tige axiale 34 et du ressort de suspension sur la caisse du véhicule, restent identiques à celles de l'art antérieur. La tige axiale 34 de l'amortisseur 32, traverse de part en part cet amortisseur, sa partie inférieure sortant vers le bas pour être fixée par une liaison élastique inférieure 40, au berceau 18. Le berceau 18 comporte de chaque côté un prolongement rigide 42, constituant une plaque horizontale qui a sensiblement la forme du triangle de suspension de l'art antérieur, la liaison élastique inférieure 40 étant fixée sur la pointe extérieure de ce prolongement. On peut de manière économique utiliser un berceau 18 d'un véhicule selon l'art antérieur, pour lui adapter des deux côtés les prolongements 42. La tige axiale 34 fixée par ses extrémités de manière rigide à la caisse du véhicule, constitue un pivot permettant le pivotement de l'amortisseur 32 autour de son axe, et du moyeu de roue 2, sous l'effet d'une crémaillère de direction 36. Cette tige axiale 34 constitue aussi un axe de coulissement pour les oscillations de la suspension. L'éloignement assez important des deux points de fixations situés aux extrémités de la tige axiale 34, donne une bonne stabilité à cette tige, avec un faible niveau de contrainte dans ses fixations. De plus chaque fixation de la tige axiale 34 comportant une liaison élastique, cette tige axiale et donc la roue supportée 44, sont isolées de la caisse du véhicule. Les petites vibrations de la roue 44 venant du roulage ne sont pas transmises à la caisse du véhicule, les bruits sont limités. La figure 3 présente le demi-train avant 31 dont la suspension est en détente complète, le ressort de suspension est complètement détendu, et le corps de l'amortisseur 32 se trouve en bas de la tige axiale 34. On constate dans ce cas que l'on peut garder un angle de carrossage ainsi qu'une voie du train avant sensiblement constants. La figure 4 présente l'amortisseur 32 comportant la tige axiale 34 qui le traverse de part en part. La tige axiale 34 comporte deux extrémités filetées 50 pour sa fixation, et un piston 56 séparant une chambre haute d'une chambre basse, qui se trouvent dans le corps 52 formant un tube. Des pattes de fixation 54 fixées sur le corps 52, permettent de recevoir le moyeu de roue 2. La figure 5 présente la liaison élastique inférieure 40, qui relie l'extrémité inférieure de la tige axiale 34 au prolongement 42 du berceau avant. Le prolongement 42 du berceau, comprend deux tôles parallèles disposées horizontalement, formant un caisson, comportant un perçage vertical recevant un bloc en élastomère 60 sensiblement cylindrique, qui est inséré dedans et calé axialement. Ce bloc élastique 60 comprend un perçage axial qui reçoit l'extrémité inférieure filetée 50 de la tige axiale 34. Un écrou 62 est vissé en dessous du bloc élastique 60, pour assurer un maintien de la tige axial 34. On réalise ainsi de manière simple et économique, une liaison élastique 40 comportant à la fois une raideur suffisante pour assurer un bon positionnement de la tige axiale 34, et ainsi garantir la géométrie du train avant sous contraintes, et un peu de souplesse pour absorber des petites vibrations venant de la roue 44, sans les transmettre au berceau 18. De plus, seul le berceau 18 ainsi que l'amortisseur 32 sont modifiés pour réaliser le train avant 31 selon l'invention. On notera que la liaison élastique 40 assure essentiellement un guidage latéral de la tige axiale 34, et ne subit pas de charge axiale dû au poids du véhicule, ce poids étant supporté par le ressort de suspension se trouvant en partie supérieure. Les efforts venant de l'amortissement des oscillations de suspension par l'amortisseur 32, peuvent être aussi majoritairement repris par la fixation supérieure de la tige axiale 34. Ce train avant convient particulièrement pour les véhicules comportant seulement les roues arrière motrices, ou des moteurs électriques logés dans les roues avant comme pour certains véhicules électriques, ces véhicules ne nécessitant pas d'arbre de roue pour entraîner les roues avant. REVENDICATIONS1 ù Train avant pour véhicule automobile, comprenant pour chaque roue avant (44) un axe de guidage (34) sensiblement vertical permettant un pivotement de cette roue autour de l'axe pour assurer le braquage de direction, ainsi qu'un coulissement le long de cet axe pour assurer le débattement de la suspension, caractérisé en ce que l'axe de guidage (34) est lié par ses extrémités (50) de manière fixe, à la caisse du véhicule. 2 ù Train avant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une liaison élastique inférieure (40) de filtration est interposée entre l'extrémité inférieure de l'axe et la caisse du véhicule. 3 ù Train avant selon la revendication 2, caractérisé en ce que la liaison élastique inférieure (40) comporte un bloc élastique (60) sensiblement cylindrique, dont le contour extérieur est calé sur un élément (42) lié à la caisse du véhicule, ce bloc élastique comprenant un perçage axial qui reçoit l'extrémité inférieure (50) de l'axe de guidage (34). 4 ù Train avant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe de guidage (34) fait partie d'un amortisseur de suspension (32). 5 ù Train avant selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un moyeu de roue (2) est fixé sur le corps de l'amortisseur de suspension (32), dans lequel coulisse l'axe de guidage (34) qui le traverse de part en part. 6 ù Train avant selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un ressort de suspension hélicoïdal monté autour de l'amortisseur (32), prend appui d'un côté sur le corps de l'amortisseur (32), et d'un autre côté sur la caisse du véhicule autour de la fixation de l'extrémité supérieure de l'axe de guidage (34). 7 ù Train avant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la caisse du véhicule comporte un berceau avant (18) supportant le moteur thermique, ce berceau comportant de chaque côté unprolongement rigide (42) qui reçoit en un point extérieur, la liaison avec l'extrémité inférieure de l'axe de guidage (34). 8 ù Train avant selon les revendications 3 et 7, caractérisé en ce que les prolongements (42) du berceau (18), forment un caisson recevant le bloc élastique (60). 9 ù Véhicule automobile comportant un train avant comprenant pour chaque roue avant (44), un axe de guidage (34) sensiblement vertical, caractérisé en ce que ce train avant est réalisé suivant l'une quelconque des revendications précédentes. 10 ù Véhicule automobile selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte seulement les roues arrière motrices, ou des moteurs électriques logés dans les roues avant.