Brevet FR3079275A1 — publié le 20190927

AMORTISSEUR HYDRAULIQUE DE SUSPENSION DE VEHICULE AVEC COLONNE DE FLUIDE A INERTIE FORMEE DANS LA TIGE AXIALE La présente invention concerne un amortisseur hydraulique de suspension de véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile équipé de tels amortisseurs. Les véhicules automobiles comportent sur chaque roue un amortisseur disposé en parallèle d'un ressort de suspension, qui freine le mouvement de la suspension afin d'assurer le confort et la tenue de route. On utilise souvent des amortisseurs hydrauliques comprenant une tige liée à un piston se déplaçant dans un cylindre en délimitant deux chambres, avec une limitation des passages du fluide d'une chambre à l'autre afin de freiner les mouvements de cette tige. L'intensité du freinage du mouvement de la suspension, différencié suivant la direction de ce mouvement, représente un compromis répondant à différentes contraintes. En particulier il est intéressant pour améliorer le confort de freiner le mode propre d'oscillation de la caisse du véhicule formant la masse suspendue, présentant une basse fréquence généralement comprise entre 1 et 5Hz. Pour cela un type d'amortisseur connu, présenté notamment par le document US-A1-20130037362, comporte un système à inertie comprenant une colonne de fluide reliant les deux chambres disposées de chaque côté du piston. La colonne de fluide enroulée autour du corps de l'amortisseur, présente une section réduite et une longueur suffisamment importante pour contenir une masse de fluide mise en mouvement avec une grande vitesse par le débattement de la suspension, ce qui ajoute artificiellement une inertie à la caisse lors de ses mouvements freinant les oscillations basses fréquences. Un autre type d'amortisseur connu, présenté notamment par le document CN-A-105276060, comporte une colonne hélicoïdale de fluide qui est disposée autour ou à côté du corps de l'amortisseur. 2 Toutefois pour ces différents types d'amortisseur la colonne de fluide disposée à l'extérieur du corps de l'amortisseur, ajoute une masse que l'on cherche à réduire pour diminuer les consommations du véhicule, et un volume qui n'est pas toujours disponible dans l'environnement de la suspension. 5 La présente invention a notamment pour but d'éviter ces problèmes de l'art antérieur. Elle propose à cet effet un amortisseur hydraulique de suspension de véhicule automobile, comportant un corps cylindrique contenant un piston fixé à une tige axiale coulissante, délimitant dans ce corps deux chambres qui sont 10 reliées par une colonne de fluide à inertie, cet amortisseur étant remarquable en ce que la colonne de fluide à inertie est formée à l'intérieur de la tige axiale. Un avantage de cet amortisseur est que la colonne de fluide formée à l'intérieur de la tige axiale, pouvant comporter plusieurs allers et retours le long de cette tige afin d'augmenter sa longueur, utilise un espace à l'intérieur de 15 l'amortisseur. On évite de prendre un volume à l'extérieur du corps de l'amortisseur pour réaliser la colonne, sans équipement extérieur supplémentaire on augmente peu la masse de l'amortisseur et son coût. On obtient un amortisseur hydraulique compact qui ajoute sur la caisse du véhicule une masse fictive vue par la suspension, diminuant la fréquence 20 propre d'oscillation de cette caisse. L'amortisseur hydraulique selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, la colonne à inertie est formée par des canaux axiaux 25 disposés le long de la tige. Dans ce cas, avantageusement la colonne à inertie est formée par les canaux axiaux disposés en série formant chacun successivement un aller ou un retour le long de la tige axiale. Avantageusement, la colonne à inertie débouche à chaque extrémité 30 dans une chambre par un orifice disposé latéralement sur la tige axiale. Dans ce cas, avantageusement en partant d'un orifice, la colonne à inertie part axialement du côté du piston. 3 En particulier, la colonne à inertie peut comporter en partant d'un premier orifice, un premier canal jusqu'à une extrémité de la tige, puis un deuxième canal jusqu'à l'autre extrémité de cette tige, et enfin un troisième canal jusqu'au deuxième orifice. 5 Avantageusement, les canaux comportent des sections transversales présentant une surface constante. Avantageusement, la tige sort vers l'extérieur axialement à chaque extrémité du corps de l'amortisseur. En complément, avantageusement le piston comporte un perçage de 10 passage du fluide entre les deux chambres, formant une restriction différenciée suivant le sens de passage du fluide. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile équipé d'amortisseurs de suspension sur les trains roulants, comportant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. 15 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 et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma en coupe axiale d'un amortisseur hydraulique 20 selon l'invention, présenté dans une position médiane de repos ; - la figure 2 présente cet amortisseur lors d'un travail en compression ; - la figure 3 présente cet amortisseur lors d'un travail en détente ; et - la figure 4 est une vue en coupe transversale de l'amortisseur, suivant le plan de coupe IV-IV. 25 La figure 1 présente un amortisseur comportant un corps principal tubulaire 2 allongé suivant un axe vertical, comprenant une tige axiale 4 sortant aux deux extrémités de ce corps. Un piston 6 fixé à la tige 4, coulisse dans l'alésage du corps 2 avec une étanchéité dynamique 18 disposée sur son contour, pour délimiter une chambre inférieure 8 et une chambre supérieure 30 10. La tige sortant axialement aux deux extrémités du corps 2 permet d'obtenir une variation de volume identique entre les deux chambres 8, 10 lors 4 des mouvements du piston 6, ce qui évite l'installation d'un système complémentaire compensant un écart de variation de ces volumes, nécessaire dans le cas où la tige sort d'un seul côté. En particulier le corps 2 de l'amortisseur peut être fixé à la caisse du 5 véhicule, et la tige 4 à un élément de la suspension. En variante on peut inverser ces deux fixations. L'amortisseur présenté sur les figures dans une position verticale, peut prendre toutes les inclinaisons dans le véhicule. La tige 4 comporte un peu au-dessus du piston 6 un premier orifice 12 débouchant latéralement dans une colonne intérieure 14 formée le long de 10 cette tige, comprenant successivement un premier canal 14a descendant jusqu'en bas, puis un deuxième canal 14b se prolongeant jusqu'en haut, puis un troisième canal 14c qui redescend jusqu'à un deuxième orifice 16 débouchant latéralement, disposé un peu en dessous du piston. De cette manière on obtient une colonne axiale à inertie 14 formée par 15 trois canaux 14a, 14b, 14c qui se succèdent, présentant une longueur totale un peu supérieure à deux fois la longueur de la tige 4. On notera qu'à partir de chaque orifice 12, 16, la colonne à inertie 14 partant du côté du piston 6 ajoute une petite longueur supplémentaire correspondant à la distance axiale entre les deux orifices, qui s'ajoute à deux fois la longueur de la tige 4. 20 En réalisant dans la tige 4 des cloisons intérieures qui séparent les canaux 14a, 14b, 14c présentant des sections identiques, on obtient une colonne à inertie 14 comprenant globalement sur toute sa longueur une surface de section constante, à l'exception des zones d'extrémité formant la liaison entre deux canaux où le fluide change de direction. 25 En complément on peut former un nombre plus important de canaux constituant chacun un aller ou un retour suivant la longueur de la tige 4, pour augmenter la longueur de la colonne à inertie 14. En complément on peut disposer un perçage 20 du piston 6 entre les deux chambres 8, 10, présentant un petit diamètre, comportant un clapet 30 permettant un passage libre du fluide de la chambre supérieure 10 vers la chambre inférieure 8, et un passage fortement freiné dans l'autre direction. 5 La figure 4 présente un exemple de réalisation de la colonne inertie 14, comprenant dans la tige 4 trois perçages axiaux identiques disposés en triangle, formant chacun un canal 14a, 14b, 14c de cette colonne. On obtient une section globalement constante pour la colonne à inertie 14. 5 La figure 2 présente l'amortisseur travaillant en compression lors d'un mouvement soulevant une roue du véhicule, qui entraîne la tige 4 vers le haut. Le piston 6 comprime le fluide de la chambre supérieure 10, en le repoussant par le premier orifice 12 à travers successivement le premier canal 14a tourné vers le bas, puis le deuxième canal 14b tourné vers le haut, et enfin 10 le troisième canal 14c tourné vers le bas, débouchant par le deuxième orifice 16 dans la chambre inférieure 8. Le volume du fluide contenu dans la colonne à inertie 14, donné par la longueur importante multipliée par la section de ce canal, constitue une masse lancée à une grande vitesse grâce à la section réduite, dépendant de la vitesse 15 de coulissement de la tige 4, qui amortit les oscillations de l'amortisseur. Dans le cas où le piston 6 comporte le perçage 20 son clapet freine peu le passage du fluide vers la chambre supérieure 10, en donnant un débit s'ajoutant à celui de la colonne à inertie 14, ce qui facilite la montée de la tige 4 lors du travail en compression de l'amortisseur. 20 La figure 3 présente l'amortisseur travaillant en détente lors d'un mouvement successif où la roue du véhicule redescend, qui entraîne la tige 4 vers le bas. Dans ce cas le clapet du perçage 20 ferme au moins partiellement ce perçage, et une grande partie du passage du fluide de la chambre inférieure 8 25 vers la chambre supérieure 10 se fait par la colonne à inertie 14. On obtient un fort amortissement de la descente de la tige 4 et de la roue du véhicule, qui filtre en particulier grâce à la masse mise en mouvement dans la colonne à inertie 14 les mouvements de basses fréquences de la caisse du véhicule. 30 L'amortisseur selon l'invention réalisé de manière économique par une simple modification de la tige 4, utilise une tige qui peut présenter un diamètre 6 un peu supérieur, mais qui n'occupe pas de volume supplémentaire à l'extérieur REVENDICATIONS1 - Amortisseur hydraulique de suspension de véhicule automobile, comportant un corps cylindrique (2) contenant un piston (6) fixé à une tige axiale coulissante (4), délimitant dans ce corps (2) deux chambres (8, 10) qui sont reliées par une colonne de fluide à inertie (14), caractérisé en ce que la colonne de fluide à inertie (14) est formée à l'intérieur de la tige axiale (4). 2 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la colonne à inertie (14) est formée par des canaux axiaux (14a, 14b, 14c) disposés le long de la tige (2). 3 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la colonne à inertie (14) est formée par les canaux axiaux (14a, 14b, 14c) disposés en série formant chacun successivement un aller ou un retour le long de la tige axiale (4). 4 - Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la colonne à inertie (14) débouche à chaque extrémité dans une chambre (8, 10) par un orifice (12, 16) disposé latéralement sur la tige axiale (14). 5 - Amortisseur hydraulique selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que en partant d'un orifice (12, 16), la colonne à inertie (14) part axialement du côté du piston (6). 6 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la colonne à inertie (14) comporte en partant d'un premier orifice (12), un premier canal (14a) jusqu'à une extrémité de la tige (4), puis un deuxième canal (14b) jusqu'à l'autre extrémité de cette tige (4), et enfin un troisième canal (14c) jusqu'au deuxième orifice (16). 7 - Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les canaux (14a, 14b, 14c) comportent des sections transversales présentant une surface constante. 8 - Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige (4) sort vers l'extérieur axialement à chaque extrémité du corps de l'amortisseur (2). 8 9 - Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston (6) comporte un perçage (20) de passage du fluide entre les deux chambres (8, 10), formant une restriction différenciée suivant le sens de passage du fluide. 5 10 - Véhicule automobile équipé d'amortisseurs de suspension sur les trains roulants, caractérisé en ce qu'il comporte des amortisseurs selon l'une quelconque des revendications précédentes.