Brevet FR3080798A1 — publié le 20191108

DISPOSITIF DE SUSPENSION HYDROPNEUMATIQUE Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de suspension hydropneumatique perfectionné pour véhicule automobile et une une suspension hydraulique pilotée perfectionnée utilisant un tel dispositif notamment pour un véhicule à hauteur réglable tel qu'un tracteur enjambeur à voie et hauteur réglables. Arrière plan technologique Les tracteurs enjambeurs polyvalents font partie des véhicules nécessitant un réglage de la hauteur de leur cabine pour enjamber des cultures de diverses hauteur. Par ailleurs ils peuvent porter des charges de masse variable comme des réservoirs de produit à pulvériser ou divers équipements de traitement des cultures ou des sols. Brève description de l'invention La présente invention propose un système de suspension pour véhicule permettant une adaptation de la raideur de sa suspension à la charge portée par un tel véhicule. Dans ce cadre l'invention propose plus particulièrement un dispositif de suspension hydropneumatique pour véhicule automobile comportant un circuit hydraulique, d'alimentation de vérins hydrauliques de suspension des roues, alimenté par une pompe hydraulique haute pression; chaque roue suspendue étant munie d'un vérin hydraulique de suspension, tel que que pour chaque roue suspendue, un accumulateur pneumatique tampon azote est disposé dans le circuit hydraulique et forme un amortisseur pneumatique entre un circuit hydraulique amont côté pompe et un circuit hydraulique aval côté vérin hydraulique de suspension. Selon un mode de réalisation particulier, I l'accumulateur pneumatique tampon est constitué de deux accumulateurs dos à dos reliés par un canal distributeur. 2 Le canal distributeur comporte préférablement une valve de gonflage azote de l'accumulateur pneumatique tampon. De manière alternative, l'accumulateur pneumatique tampon est constitué d'un vérin à deux pistons définissant une chambre hydraulique amont, un chambre 5 hydraulique aval et une chambre intermédiaire azote entre les deux pistons, la chambre intermédiaire azote étant munie d'une valve de gonflage azote. La pression de gonflage azote de l'accumulateur pneumatique tampon est avantageusement adaptée en fonction de la masse du véhicule. Selon un mode de réalisation préférentiel, les vérins hydrauliques de 10 suspension des roues sont des vérins double effet. Avantageusement, les vérins de roues sont relié à un circuit de commande et distribution sous forme d'un distributeur proportionnel par roue. Plus particulièrement, les vérins double effet comportent un piston relié à une tige de commande fixée à un bras de suspension, ledit piston étant disposé 15 entre deux chambres hydrauliques reliées de part et d'autre du distributeur proportionnel, les vérins double effet reliés au distributeur proportionnel réalisant un dispositif de réglage de hauteur du véhicule. Avantageusement chaque vérin hydraulique de suspension des roues est associé à une boule azote d'amortissement. 20 L'invention s'applique notamment à un tracteur agricole à voie réglable en hauteur et en largeur. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront apparents à la lecture de la description qui suit d'un exemple non limitatif de réalisation de 25 l'invention en référence aux dessins qui représentent: en figure 1: une vue en perspective de dessus d'un tracteur enjambeur auquel s'applique l'invention; en figure 2: une vue de côté d'un bâti du tracteur de la figure 1; en figure 3: une vue schématique du principe de l'invention; en figure 4: une vue schématique d'un exemple de réalisation montrant le dispositif pour une roue. 3 Description détaillée de modes de réalisation de l'invention La figure 1, représente un exemple d'application de l'invention à un tracteur enjambeur 100 pour lequel les organes de direction et de suspension sont ramenés au dessus des roues. 5 Le tracteur enjambeur comporte un châssis 101 supportant une cabine et un moteur. Le châssis peut en outre supporter un réservoir pour le moteur, des accessoires pour le travail agricole comme des bras porte outils, un ou des réservoir de produits phytosanitaires ou autre équipements utiles au travail de la terre. 10 Les roues 104 du tracteur sont portées par des bâtis latéraux 103 et des poutres tubulaires 102 traversent latéralement le châssis pour le solidariser avec les bâtis latéraux 103. La voie du tracteur est réglable et pour ce faire, les poutre tubulaires comportent des tubes coulissants de vérins hydrauliques qui permettent de 15 rapprocher ou d'éloigner les bâtis latéraux du châssis central du tracteur. Les tubes coulissants forment des axes transversaux télescopiques de réglage de la largeur de voie du tracteur et leurs extrémités sont fixées sur les bâtis latéraux 103. Les bâtis latéraux 103 reçoivent les équipages mobiles du tracteur. Les 20 équipages mobiles comportent des bras oscillants 105 qui supportent des jambes 109 porteuses des roues 104 du tracteur. La figure 2 représente un des bâtis latéraux 103 vu de côté avec les bras oscillants 105 et les jambes 109 porte roues 104. Chaque bâti est muni d'un ensemble latéral roue avant roue arrière. 25 Les bras oscillants sont réalisés sous forme de parallélogrammes déformables longitudinaux qui comportent une branche supérieure 105 et une branche inférieure 105a articulées sur le bâti au niveau d'axes 106 et 106a et sur la jambe au niveau de brides pourvues d'axes 107, 107a. Pour réduire l'encombrement au niveau des jambes du tracteur, la 30 suspension du tracteur est déportée au dessus des bâtis 103. La suspension est réalisée par des vérins 9 qui s'accrochent d'une part sur des axes portés par des oreilles sur le haut de poutres supérieures des bâtis et d'autre part sur les bras supérieurs 105. 4 Les vérins 9 de réglage de hauteur du tracteur et de suspension sont des vérins hydrauliques permettant de réaliser la suspension par compression détente autour d'une position d'équilibre qui définit la hauteur du tracteur. Pour la suspension, le circuit hydraulique des vérins est relié à une ou 5 plusieurs sphères accumulatrices 14. Chaque jambe 109 est actionnés en rotation par un vérin de direction 108 Le tracteur comporte un combiné suspension/réglage de hauteur pour chaque roue réalisé par les vérins 9 qui font office de suspension et de réglage de hauteur du tracteur. 10 La figure 3 correspond au schéma de principe du circuit hydraulique de base de l'invention représenté sans retour au niveau du vérin de suspension. L'amortissement de la suspension en compression est ici réalisée au moyen d'amortisseurs de type sphère accumulatrice azote 14. Le problème d'une suspension réglable est qu'il est nécessaire de faire 15 varier la position du piston 11 du vérin de suspension/réglage de hauteur 9 en fonction de la hauteur souhaitée du tracteur. Toutefois ce réglage modifie la raideur de la suspension. Le principe de la présente invention est d'intercaler un accumulateur tampon 1 a, lb azote dans le circuit hydraulique du vérin 9 ce qui crée un circuit 20 hydraulique amont représenté par une conduite 2 entre un distributeur proportionnel 201 et la première partie la de l'accumulateur tampon et un circuit hydraulique aval au niveau de la conduite 7 située entre la seconde partie lb de l'accumulateur tampon la, lb et le vérin de suspension 9. Le circuit hydraulique amont injecte du liquide hydraulique dans le circuit 25 de suspension amont par la conduite 2. Selon la figure 3, le liquide hydraulique amont est introduit par une conduite 2 avec une pression PH et remplit une première chambre 3 de l'accumulateur tampon et agit sur un piston 4a dans ledit cylindre. De l'autre côté du piston 4a, le cylindre comporte une seconde chambre 5a remplie d'azote N2 à 30 une pression PN2 définie en fonction de la masse et/ou de la charge du véhicule. Cette chambre est en communication avec une première chambre 5b d'un second accumulateur à piston lb pourvu d'un piston 4b séparant cette première chambre 5b d'une seconde chambre 6 dans laquelle se trouve aussi du liquide hydraulique. 5 Selon cet exemple, l'accumulateur tampon est ainsi réalisé avec deux accumulateurs la et lb entre le circuit hydraulique amont issu de la pompe et un circuit hydraulique aval comportant le vérin de suspension 9. Selon l'exemple, et pour simplifier la fabrication du dispositif, les 5 accumulateurs à piston la et lb sont reliés dos à dos par une pièce de raccordement 15b mettant les chambres 5a et 5b en communication. Cette pièce de raccordement comporte un raccord ou une valve pour un conduit 15a de remplissage des chambres 5a, 5b avec de l'azote à la pression PN2. Il pourrait toutefois être envisagé de construire un accumulateur unique à 10 trois chambres séparées par deux pistons, la chambre centrale étant gonflée à l'azote. Les chambres 5a et 5b des accumulateurs à piston dos à dos sont remplies d'azote à une pression de l'ordre de 10 bars en statique c'est-à-dire accumulateurs déconnectés du système de suspension. 15 Le système est ensuite raccordé. La chambre 5b est en communication avec une première chambre 10a du vérin de suspension 9 par une conduite 7 et un raccord hydraulique 72. Le vérin de suspension est un vérin à double effet qui comporte une seconde chambre 10b de l'autre côté d'un piston 11, solidaire de la tige 13 du 20 vérin, par rapport à la chambre 10a. La seconde chambre 10b du vérin est mise en communication par un tube 74 avec un accumulateur à azote 14 aussi appelé accumulateur à boule d'azote gonflé à 10 bars agissant en amortisseur conjointement avec l'accumulateur tampon. 25 Dans le cadre de ce principe, le circuit doit être rebouclé par exemple par le distributeur proportionnel et la figure 4 est une vue représentant un détail d'un schéma hydraulique plus complet pour un combiné amortisseur/réglage de hauteur autour d'un système de distribution 300 traditionnel et non détaillé qui va gérer les quatre suspensions. 30 Le dispositif représenté comporte le distributeur proportionnel 201 qui va permettre le réglage de hauteur du véhicule et le fonctionnement de la suspension et le régulateur de pression hydraulique 301 qui va fournir la précharge au niveau des accumulateurs dos à dos. Cette figure est plus complète que la figure 3 en ce 6 qu'elle comporte le circuit de retour 401 au distributeur proportionnel côté boule d'azote et les moyens de réglage de la hauteur du tracteur constitués notamment par le distributeur proportionnel. Les chambres 10a, 10b du vérin 9 sont reliées de part et d'autre du 5 distributeur proportionnel qui va distribuer le liquide hydraulique entre ces deux chambres en fonction de la hauteur souhaitée pour le véhicule. La chambre 10b comporte une conduite d'alimentation 401 qui se divise en une conduite 403 reliée au distributeur proportionnel et une conduite 405 reliée à l'accumulateur de suspension 14 qui sert d'amortisseur de suspension. La conduite 401 se prolonge 10 vers un système hydraulique traditionnel d'amenée de pression hydraulique. La chambre 10a du vérin comporte une conduite d'alimentation 402 qui se divise en une conduite 404 vers le distributeur proportionnel et une conduite 406 vers la chambre de sortie 6 des accumulateurs dos à dos. La partie centrale des accumulateurs dos à dos 1 a, 1 b, constituée par les chambres 5a, 5b est remplie 15 d'azote et comprimée à une pression d'environ 60 bars pour un véhicule d'environ 7 tonnes. Cette pression est obtenue par l'introduction de liquide hydraulique dans la chambre 3 au moyen du régulateur de pression hydraulique 301. Les chambres 5a, 5b remplies d'azote entre les chambre 3 et 6 contenant du liquide hydraulique réalisent une précharge de la suspension et un 20 amortissement réglable en fonction de la pression de liquide hydraulique introduite par la chambre 3. Le dispositif de suspension de l'invention comporte ainsi une partie hydraulique constituée par un circuit hydraulique haute pression et une partie pneumatique constituée, d'une part par les accumulateurs de suspension à azote 25 14 et, d'autre part par la partie centrale des accumulateurs dos à dos la, lb. L'ensemble des organes hydrauliques sont reliés à un circuit de commande et distribution 201 sous forme d'un distributeur proportionnel assisté par électronique et alimenté par une pompe hydraulique haute pression P, REVENDICATIONS1 - Dispositif de suspension hydropneumatique pour véhicule automobile (100) comportant un circuit hydraulique, d'alimentation de vérins hydrauliques (9) de suspension des roues, alimenté par une pompe hydraulique haute pression (202); chaque roue suspendue étant munie d'un vérin hydraulique (9) de suspension, caractérisé en ce que pour chaque roue suspendue (104), un accumulateur pneumatique tampon azote (5a, 5b) est disposé dans le circuit hydraulique et forme un amortisseur pneumatique entre un circuit hydraulique amont (2) côté pompe et un circuit hydraulique aval (7) côté vérin hydraulique de suspension. 2- Dispositif de suspension hydropneumatique selon la revendication 1 pour lequel l'accumulateur pneumatique tampon est constitué de deux accumulateurs dos à dos reliés par un canal distributeur (15b). 3 - Dispositif de suspension hydropneumatique selon la revendication 1 pour lequel l'accumulateur pneumatique tampon est constitué d'un vérin à deux pistons définissant une chambre hydraulique amont, un chambre hydraulique aval et une chambre intermédiaire azote entre les deux pistons, la chambre intermédiaire azote étant munie d'une valve de gonflage azote. 4 - Dispositif de suspension hydropneumatique selon la revendication 2 pour lequel le canal distributeur comporte une valve de gonflage azote (15a) de 20 l'accumulateur pneumatique tampon. 5 - Dispositif de suspension hydropneumatique selon la revendication 3 ou 4 pour lequel la pression de gonflage azote de l'accumulateur pneumatique tampon est adaptée en fonction de la masse du véhicule. 6 - Dispositif de suspension hydropneumatique selon l'une quelconque 25 des revendications précédentes pour lequel les vérins hydrauliques de suspension (9) des roues sont des vérins double effet. 8 7 - Dispositif de suspension hydropneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes pour lequel les vérins hydrauliques de suspension sont reliés à un circuit de commande et distribution (201) sous forme d'un distributeur proportionnel par roue. 5 8 - Dispositif de suspension hydropneumatique selon les revendications 6 et 7 pour lequel les vérins double effet comportent un piston (11) relié à une tige de commande (13) fixée à un bras de suspension, ledit piston étant disposé entre une chambre hydraulique amont (10a) et une chambre hydraulique aval (10b) reliée de part et d'autre du distributeur proportionnel (201), les vérins double effet 10 reliés au distributeur proportionnel réalisant un dispositif de réglage de hauteur du véhicule (100). 9 - Dispositif de suspension hydropneumatique selon la revendication 8 pour lequel chaque vérin hydraulique de suspension des roues est associé à une boule azote d'amortissement (14) côté chambre hydraulique aval dudit vérin 15 hydraulique de suspension. 10 - Tracteur agricole à voie réglable en hauteur et en largeur comportant un dispositif de suspension hydropneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes.