Brevet FR2977193A1 — publié le 20130104

Train arrière d'un véhicule automobile L'invention relève du domaine des dispositifs de suspension d'un véhicule automobile. Elle a pour objet un train arrière d'un véhicule automobile. Elle a aussi pour objet un véhicule automobile équipé d'un tel train arrière. Un véhicule automobile est couramment équipé d'un train arrière à traverse déformable. Un tel train arrière comprend deux bras de suspension longitudinaux disposés sur les cotés du véhicule automobile. Chaque bras comporte une extrémité avant qui est reliée à une caisse du véhicule automobile par l'intermédiaire d'une liaison élastique pouvant pivoter selon un axe sensiblement transversal. Chaque bras comporte une extrémité arrière qui est munie d'un moyeu de roue. La liaison élastique est destinée à filtrer des vibrations venant des roues du véhicule automobile lors du roulage de ce dernier. Une telle filtration vise à éviter une transmission de vibrations à la caisse du véhicule automobile et à limiter des bruits. Le train arrière est globalement agencé en « H », une traverse déformable étant disposée transversalement entre les bras de suspension. Plus particulièrement, la traverse déformable comporte des extrémités, gauche et droite, qui sont fixées sur des parties centrales respectives des bras de suspension. Cette traverse déformable maintient une géométrie des bras de suspension tout en assurant, par une déformation en torsion, une fonction de barre anti-dévers réalisant une limitation d'un angle de roulis de la caisse. On pourra par exemple se reporter au document FR 2,941,404 (Peugeot Citroën Automobiles) qui évoque un tel train arrière. Un tel train arrière mérite d'être perfectionné pour améliorer un confort vibratoire lors d'un franchissement d'obstacles isolés d'une route sur laquelle circule le véhicule automobile. En effet, lors du franchissement d'obstacles, une excitation vibratoire est amplifiée pour des modes de Suspension Horizontale de Roue compris entre 15 Hz et 30 Hz. De tels modes correspondent notamment à un mouvement d'une masse du véhicule automobile non suspendue sur une raideur longitudinale d'un essieu équipant le véhicule automobile. Un tel train arrière mérite aussi d'être perfectionné pour diminuer un bruit de roulement associé au roulage du véhicule automobile sur un revêtement gravillonné de ladite route. En effet, lors d'un tel roulage, la traverse déformable offre une réponse insuffisante pour une atténuation de tels bruits, en raison d'une présence d'un mode de basculement des roues autour d'un axe longitudinal du véhicule automobile avec une flexion de la traverse déformable situé entre 110 Hz et 150 Hz. Un but de la présente invention est de proposer un train arrière d'un véhicule automobile permettant une dissipation d'une énergie vibratoire des modes de Suspension Horizontale de Roue, un tel train arrière étant robuste, peu couteux et facile à réaliser. Un autre but de la présente invention est de proposer un véhicule automobile dont les nuisances acoustiques et vibratoires sont réduites au maximum. Un train arrière de la présente invention est un train arrière d'un véhicule automobile comprenant deux bras longitudinaux. Selon la présente invention, le train arrière est équipé d'un dispositif d'absorption 25 non-linéaire de vibrations. Selon une variante, le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations équipe une traverse déformable reliant les bras longitudinaux. 30 Le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations comprend avantageusement une masse. Selon une variante, le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations comprend un rail que comporte la traverse déformable et la masse repose sur le rail. Selon une autre variante, le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations 5 comprend un parallélogramme de Watt. Dans ce dernier cas, la masse équipe avantageusement une branche intermédiaire articulée sur une branche gauche et une branche droite qui sont reliées à des plots de fixation respectifs et la masse est reliée aux plots de fixation 10 par l'intermédiaire d'organes de rappel respectifs. Selon une autre variante, le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations équipe au moins un des bras longitudinaux. 15 Le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations comprend par exemple un anneau principal emmanché sur un des bras longitudinaux du train arrière. Le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations est par exemple logé à l'intérieur d'un des bras longitudinaux. Un véhicule automobile de la présente invention comprend un tel train arrière. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va en être faite d'exemples de réalisation, en relation 25 avec les figures des planches annexées, dans lesquelles : La figure 1 est une vue schématique de dessus d'un véhicule automobile muni d'un train arrière de la présente invention. La figure 2 est une vue partielle en perspective du train arrière illustré sur la figure précédente, selon une première variante de réalisation. 30 La figure 3 est une vue partielle en perspective d'un dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations de la présente invention qui équipe le train arrière représenté sur la figure 2. 20 La figure 4 est une vue de détail du dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations illustré sur la figure 3. La figure 5 est un diagramme de bifurcation produit par un dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations illustré sur la figure 3. La figure 6 est une vue partielle en coupe du train arrière illustré sur la figure 1, selon une deuxième variante de réalisation. La figure 7 est une vue partielle de dessus du train arrière illustré sur la figure 1, selon une troisième variante de réalisation. La figure 8 est une vue de détail du dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations illustré sur la figure 7. La figure 9 est une vue partielle de dessus du train arrière illustré sur la figure 1, selon une quatrième variante de réalisation. La figure 10 est une vue de détail du dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations illustré sur la figure 9. Sur la figure 1, un véhicule automobile 1 comprend une caisse 2, notamment destinée à loger des occupants du véhicule automobile 1. Le véhicule automobile 1 est équipé d'un train arrière 3 à traverse déformable. Le train arrière 3 est globalement agencé en « H » comprenant deux bras longitudinaux 4,4' reliés entre eux par une traverse déformable 5. Les bras longitudinaux 4,4' comprennent un bras longitudinal gauche 4 et un bras longitudinal droit 4' qui sont solidarisés l'un à l'autre par l'intermédiaire de la traverse déformable 5. Cette dernière est notamment disposée entre des zones médianes respectives 6,6' des bras longitudinaux 4,4'. La traverse déformable 5 est par exemple conformée en « U ». Le bras longitudinal gauche 4 comprend une extrémité avant gauche 8 et une extrémité arrière gauche 9 tandis que le bras longitudinal droit 4' comprend une extrémité avant droite 8' et une extrémité arrière droite 9'. Les notions avant et gauche sont à considérer selon un sens courant de progression 10 du véhicule automobile 1, c'est-à-dire de l'arrière vers l'avant, un tel sens courant de progression 10 étant communément nommé « en marche avant ». De même, les notions droite et gauche sont à considérer en regardant le véhicule automobile 1 de dessus et selon le sens courant de progression 10 du véhicule automobile 1. L'extrémité avant gauche 8 et l'extrémité avant droite 8' sont reliées à la caisse 2, notamment par une liaison élastique respective. L'extrémité arrière gauche 9 et l'extrémité arrière droite 9' sont chacune porteuses d'un moyeu respectif de roue. Le train arrière 3 est avantageusement équipé d'au moins un dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations 11. Plus particulièrement selon une première variante de réalisation illustrée sur les 10 figures 2 à 4, le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations 11 équipe la traverse déformable 5. Le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations 11 comprend deux plots de fixation 12,12' rapportés sur la traverse déformable 5, notamment sur une face supérieure que comprend cette dernière. Les plots de fixation 12,12' comprennent un plot gauche de fixation 12 et un plot droit de 15 fixation 12'. Les plots de fixation 12,12' sont globalement agencés selon des axes de plot respectifs A1,A1', dont un axe gauche de plot Al et un axe droit de plot Al', qui sont sensiblement parallèles entre eux et qui sont sensiblement orthogonaux à un axe de traverse A2 selon lequel la traverse déformable 5 est longitudinalement étendue. Les plots de fixation 12 sont reliés l'un à l'autre par 20 l'intermédiaire d'un parallélogramme de Watt 13 qui comprend trois branches 14,14',14" articulées les unes aux autres. Parmi les branches 14,14',14" on distingue une branche gauche 14 qui est montée mobile en rotation autour d'un axe gauche A3 sensiblement confondu avec l'axe gauche de plot A1. On distingue aussi une branche droite 14' qui est montée mobile en rotation autour d'un axe 25 droit A3' sensiblement confondu avec l'axe droit de plot Al'. On distingue enfin une branche intermédiaire 14" qui est montée articulée sur la branche gauche 14 et sur la branche droite 14' autour d'axes intermédiaires respectifs A4,A4'. Les axes intermédiaires A4,A4' sont sensiblement parallèles entre eux et parallèles à l'axe gauche A3 et l'axe droit A3'. Une masse 15 est montée fixe et solidaire sur la 30 branche intermédiaire 14". La masse 15 est reliée au plot gauche de fixation 12 par l'intermédiaire d'un organe de rappel gauche 16 et est reliée au plot droit de fixation 12' par l'intermédiaire d'un organe de rappel gauche 16'. Les organes de5 rappels 16,16' sont constitués de ressorts ou analogues. Selon une autre forme de réalisation de cette première variante de réalisation, la masse 15 est suspendue entre les plots de fixation 12,12' par l'intermédiaire de câbles respectifs prétendus. En se référant au repère OXYZ, qui comprend un axe OY parallèle à l'axe de traverse A2, un axe OZ parallèle aux axes de plot A1,A1' et un axe OX orthogonal aux axes OY et OZ, le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations 11 guide la masse 15 en translation suivant l'axe OX. Les plots de fixation 12,12' se comportent comme des amortisseurs selon l'axe OZ pour dissiper des vibrations dues au roulement sur un revêtement gravillonné. La masse 15 étant munie des organes de rappel 16,16', ces derniers créent une non-linéarité géométrique de raideur lors du déplacement de la masse 15 selon l'axe OX qui est dû à un mode de Suspension Horizontale de Roue, notamment compris entre 15 Hz et 30 Hz, et qui est avantageusement dissipé. La masse 15 a une trajectoire sensiblement rectiligne en raison d'un guidage de la masse 15 par l'intermédiaire du parallélogramme de Watt 13. En effet, lorsque le train arrière 3 vibre selon son mode de Suspension Horizontale de Roue ou bien lorsque le train arrière 3 subit un mouvement de vibration symétrique, la masse 15 oscille sur sa trajectoire. En raison de la fixation de la masse 15 entre les organes de rappels 16,16', une non-linéarité de raideur est créée et la masse 15 oscille selon une fréquence F qui varie en fonction d'une amplitude A de l'oscillation. Une optimisation des organes de rappel 16,16' permet un pompage énergétique irréversible du train arrière 3 vers la masse 15, lors d'un passage du véhicule automobile 1 sur un obstacle à front raide, notamment de type percussion. En outre, ces dispositions sont telles qu'une dissipation énergétique est possible sur tout mode de Suspension Horizontale de Roue, dont un couplage avec un batteur non-linéaire transmet suffisamment d'énergie. Sur la figure 4, le plot de fixation, indifféremment gauche 12 ou droit 12', comprend une tige 17 fixée à la traverse déformable 5. La tige 17 est enveloppée à l'intérieur d'un manchon 18 réalisé en matière élastomère pour être apte à travailler en cisaillement. Des écrous 19 permettent de fixer la branche gauche 14 et/ou le manchon 18 sur la tige 17. L'élastomère constitutif du manchon 18 est par exemple choisi de telle sorte que la racine carrée de la somme de la masse 15 et de la masse des éléments constitutifs du parallélogramme de Watt 13 divisée par la raideur des plots de fixation soit de l'ordre d'une fréquence propre fo du mode de basculement des roues du véhicule automobile 1. En fait, un tel dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations 11 ne comporte pas de fréquence propre d'oscillation, cette dernière variant selon une amplitude d'oscillation A. A titre d'exemple, un oscillateur de masse m et de raideur essentiellement non-linéaire cubique k présente une fréquence d'oscillation f approchée à l'ordre 1 qui est définie par la relation suivante : f= rr.A.(3.k./.m)(1/2) dans laquelle A est l'amplitude d'oscillation. En se reportant sur la figure 5 qui illustre un diagramme de bifurcation simplifié d'un oscillateur non-linéaire 19 et celui d'un oscillateur linéaire 20 de fréquence propre fo, il est remarquable que l'oscillateur non-linéaire 19 a la possibilité de capturer une résonnance de rapport 1:1 avec l'oscillateur linéaire 20, s'il subit une excitation suffisante, notamment d'une amplitude A supérieure à une amplitude-seuil Ao de telle sorte que l'oscillateur non-linéaire 19 présente une fréquence d'oscillation f supérieure à la fréquence propre fo. Etant donné la dissipation naturelle inhérente à tout système mécanique, une énergie vibratoire pompée lors de la capture de résonnance n'est pas entièrement rendue à l'oscillateur linéaire 20 en raison du désaccord en fréquence de l'oscillateur non-linéaire 19. L'énergie vibratoire pompée est irrémédiablement stockée à l'intérieur de l'oscillateur non linéaire pour y être dissipée. Un avantage que procure l'oscillateur non-linéaire réside en un pompage irréversible de l'énergie vibratoire d'une structure principale (le véhicule automobile 1) et sa restitution à l'intérieur d'un système secondaire (le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations 11). On obtient des résultats similaires selon les variantes de réalisation décrites ci- après. Plus particulièrement selon une deuxième variante de réalisation illustrée sur la figure 6, le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations 11 équipe encore la traverse déformable 5. Le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations 11 comprend un rail 21 ménagée sur une face supérieure de la traverse déformable 5. Le rail 21 est un rail de guidage de la masse 15 qui repose sur ce dernier. Le rail 21 comporte préférentiellement un plateau 22 bordé de deux flancs biseautés 23 pour faciliter un déplacement de la masse 15 le long du rail 21. La masse 15 comporte une rainure de réception du rail 21 qui est de conformation inverse à une conformation du rail 21. Le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations 11 comprend également un organe de rappel 16 équipant la masse 15. Selon une troisième variante de réalisation illustrée sur les figures 7 et 8, le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations 11 comprend un anneau principal 24 emmanché sur un des bras longitudinaux 4,4' du train arrière 3. L'anneau principal 24 est mobile en translation le long d'un axe de bras A5 selon lequel le bras longitudinaux 4,4' qui reçoit l'anneau principal 24 est étendu. Une telle mobilité est entravée par deux butées 25 disposées de part et d'autre de l'anneau principal 24 sur ledit bras longitudinal 4,4'. Les butées 25 sont destinées à créer une non-linéarité de raideur du dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations 11. Sur la figure 8, l'anneau principal 24 comprend un anneau secondaire interne 25 et un anneau secondaire externe 26 qui enveloppe l'anneau secondaire interne 25. L'anneau secondaire interne 25 est principalement constitué d'une couche d'élastomère qui confère à l'anneau principal 24 une souplesse optimisée. Ces dispositions sont telles que l'anneau principal 24 oscille à toute fréquence si l'amplitude A de l'excitation est supérieure à l'amplitude-seuil Ao. Ces dispositions sont telles que le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations 11 est à même de dissiper des vibrations dues à un roulage du véhicule automobile 1 sur une route gravillonnée en accord fréquentiel avec le mode de basculement de roue. Selon une quatrième variante de réalisation illustrée sur les figures 9 et 10, le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations 11 est logé à l'intérieur d'un des bras longitudinaux 4,4'. Sur la figure 10 ménagée selon un plan P1 orthogonal à l'axe de bras A5 selon lequel le bras longitudinaux 4,4' est étendu, le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations 11 comprend un axe de guidage 27 d'un corps annulaire 28 emmanché sur l'axe de guidage 27. Le corps annulaire 28 est mobile en translation le long de l'axe de guidage 27 qui est ménagé sensiblement selon l'axe OX. Des butées 25 sont disposées de part et d'autre du corps annulaire 28 pour créer une non-linéarité de raideur du dispositif d'absorption non- linéaire de vibrations 11. Le corps annulaire 28 loge un ressort 29 qui confère une souplesse verticale apte à dissiper un bruit de roulement du véhicule automobile REVENDICATIONS1.- Train arrière (3) d'un véhicule automobile (1) comprenant deux bras longitudinaux (4,4'), caractérisé en ce que le train arrière (3) est équipé d'un 5 dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations (11). 2.- Train arrière (3) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations (11) équipe une traverse déformable (5) reliant les bras longitudinaux (4,4'). 3.- Train arrière (3) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations (11) comprend une masse (15). 4.- Train arrière (3) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif 15 d'absorption non-linéaire de vibrations (11) comprend un rail (21) que comporte la traverse déformable (5) et en ce que la masse (15) repose sur le rail (21). 5.- Train arrière (3) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif 20 d'absorption non-linéaire de vibrations (11) comprend un parallélogramme de Watt (13). 6.- Train arrière (3) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la masse (15) équipe une branche intermédiaire (14") articulée sur une branche 25 gauche (14) et une branche droite (14') qui sont reliées à des plots de fixation respectifs (12,12') et en ce que la masse (15) est reliée aux plots de fixation (12,12') par l'intermédiaire d'organes de rappel respectifs (16,16'). 7.- Train arrière (3) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif 30 d'absorption non-linéaire de vibrations (11) équipe au moins un des bras longitudinaux (4,4'). 10 8.- Train arrière (3) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations (11) comprend un anneau principal (24) emmanché sur un des bras longitudinaux (4,4') du train arrière (3). 9.- Train arrière (3) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif d'absorption non-linéaire de vibrations (11) est logé à l'intérieur d'un des bras longitudinaux (4,4'). 10.- Véhicule automobile (1) comprenant un train arrière (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes.