Brevet FR3120664A1 — publié le 20220916

L’invention concerne un dispositif de suspension inertielle hydraulique pour véhicule, comprenant - un vérin délimitant une chambre de détente (C1) et une chambre de compression (C2) ; - des chambres de compensation (S1, S2) correspondantes, - un circuit de fluide (Ci) correspondant incluant des augmentateurs inertiels correspondant (IS1, IS2), et un augmentateur inertiel principal (IP) dans une branche parallèle (Bip), caractérisé en ce que le circuit de fluide (Ci) comprend un court-circuit hydraulique (Bp) d’un augmentateur inertiel dit de compression (IS2) activé dans un sens de vidage de la chambre de compensation de compression (S2), grâce à un clapet anti-retour (Cl1), ouvert dans le sens de vidage de la chambre de compensation de compression (S2). L’invention concerne également une méthode de mise en œuvre de suspension inertielle hydraulique correspondante, ainsi qu’un amortisseur et un véhicule comprenant un tel dispositif de suspension inertielle hydraulique. Figure 1 DISPOSITIF DE SUSPENSION INERTIELLE HYDRAULIQUE, METHODE, AMORTISSEUR ET VEHICULE SUR LA BASE D’UN TEL DISPOSITIF L’invention se rapporte au domaine des dispositifs et systèmes de suspension inertielle hydraulique. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine des véhicules automobiles. Il s’agit plus particulièrement de systèmes de suspension verticale des véhicules permettant une amélioration du confort de suspension. Dans ce domaine, des dispositifs de suspension inertielle hydraulique utilisent un fluide pour créer une inertie à la place d’un amortisseur conventionnel. Malheureusement, sur certains obstacles à front raide, il peut y avoir une cavitation dans le circuit. Pour limiter ce risque, il est possible d’augmenter la pression statique du circuit mais cela génère plus de frottement en particulier dans le vérin. Or, ces frottements diminuent l’efficacité du système en particulier pour la prestation en confort vibratoire du véhicule. Cet inconvénient est observé en détente dans certaines architectures. Ainsi, un objectif de l’invention est de proposer une nouvelle architecture de dispositif de suspension hydraulique permettant de limiter à la fois le risque de cavitation dans le circuit, et aussi les frottements dans le vérin, en particulier spécifiquement en détente. Pour atteindre cet objectif l’invention propose un dispositif de suspension inertielle hydraulique pour véhicule, le dispositif comprenant - un vérin comportant un corps et un piston délimitant une chambre de détente et une chambre de compression ; - une chambre de compensation de détente en regard de la chambre de détente, - une chambre de compensation de compression en regard de la chambre de compression, - un circuit de fluide comprenant une branche de détente mettant en communication fluidique la chambre de détente avec la chambre de compensation de détente ; et une branche de compression mettant en communication fluidique la chambre de compression avec la chambre de compensation de compression, la branche de détente comprenant un augmentateur inertiel de détente, et la branche de compression comprenant un augmentateur inertiel de compression, le circuit de fluide comprenant en outre une première branche parallèle connectant la branche de détente à la branche de compression, la première branche parallèle comprenant un augmentateur inertiel principal. Selon un premier aspect, le circuit de fluide comprend un court-circuit hydraulique de l’augmentateur inertiel de compression activé dans un sens de vidage de la chambre de compensation de compression. Avantageusement, le court-circuit permet de réalimenter directement et plus rapidement la chambre de compression en détente depuis la chambre de compensation de compression sans passer par l’augmentateur inertiel de ladite chambre de compensation. Selon d’autres aspects pris isolément, ou combinés selon toutes les combinaisons techniquement réalisables : - le court-circuit hydraulique comprend une dérivation de court-circuit comportant un clapet anti-retour, ouvert dans le sens de vidage de la chambre de compensation de compression ; et/ou - la chambre de compensation de détente comprend une sphère de compensation ; et/ou - la chambre de compensation de compression comprend une sphère de compensation ; et/ou - le fluide du circuit de fluide comprend de l’huile de suspension ; et/ou le fluide du circuit de fluide comprend du glycol. L’invention porte en outre sur une méthode de mise en œuvre de suspension inertielle hydraulique pour un dispositif de suspension inertielle hydraulique comprenant - un vérin comportant un corps et un piston délimitant une chambre de détente et une chambre de compression ; - une chambre de compensation de détente en regard de la chambre de détente, - une chambre de compensation de compression en regard de la chambre de compression, - un circuit de fluide comprenant une branche de détente mettant en communication fluidique la chambre de détente avec la chambre de compensation de détente ; et une branche de compression mettant en communication fluidique la chambre de compression avec la chambre de compensation de compression, la branche de détente comprenant un augmentateur inertiel de détente, et la branche de compression comprenant un augmentateur inertiel de compression, le circuit de fluide comprenant en outre une première branche parallèle connectant la branche de détente à la branche de compression, la première branche parallèle comprenant un augmentateur inertiel principal, le procédé comprenant - une étape d’attaque dans laquelle la chambre de compression se vide et la chambre de détente se remplit, et étant caractérisé par - une étape de détente dans laquelle lorsque la chambre de compression se remplit et la chambre de détente se vide, on court-circuite l’augmentateur inertiel de compression. L’invention concerne en outre un amortisseur pour véhicule, comprenant un dispositif de suspension inertielle selon l’invention. Un autre objet de l’invention concerne un véhicule comprenant un dispositif de suspension inertielle selon l’invention. L’invention porte en outre sur une utilisation, dans un dispositif de suspension inertielle, d’un court-circuit hydraulique d’un augmentateur inertiel de compression activé dans un sens de vidage d’une chambre de compensation de compression pour limiter les risques de cavitation dans la chambre de compensation de compression dans les phases de détente. L’invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l’invention, dans lesquelles : - illustre schématiquement un dispositif de suspension inertielle selon une variante préférée de l’invention ; - illustre une mise en œuvre du dispositif de la en attaque ; et - illustre une mise en œuvre du dispositif de la en détente. L’invention concerne un dispositif de suspension inertielle hydraulique. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine des véhicules automobiles. Le dispositif de suspension inertielle comprend un vérin comportant un corps et un piston P. Le corps et le piston P délimitent une chambre de détente C1 et une chambre de compression C2. Dans la variante illustrée, la chambre de détente C1 est disposée au dessus de la chambre de compression C2. La tige de piston s’étend dans la chambre de détente C1. Le dispositif de suspension inertielle comprend en outre une chambre de compensation de détente S1 en regard de la chambre de détente C1. En particulier, la chambre de compensation de détente S1 comprend une sphère de compensation. Le dispositif de suspension inertielle comprend en outre une chambre de compensation de compression S2 en regard de la chambre de compression C2. En particulier, la chambre de compensation de compression S2 comprend une sphère de compensation. Le dispositif de suspension inertielle comprend en outre un circuit de fluide Ci comprenant un fluide amortisseur se déplaçant entre les chambres. Le fluide amortisseur peut comprendre de l’huile de suspension, telle que celle du type « LDS » (Liquide de Direction et Suspension) comme certains démonstrateurs. Le fluide amortisseur peut aussi comprendre du glycol plus dense et donc aussi plus efficace, avec l’avantage supplémentaire de réduire les pertes de charge par sa caractéristique de viscosité réduite. Le circuit de fluide Ci comprend une branche de détente Bd et une branche de compression Bc. La branche de détente Bd met en communication fluidique la chambre de détente C1 avec la chambre de compensation de détente S1. En outre, la branche de compression Bc met en communication fluidique la chambre de compression C2 avec la chambre de compensation de compression S2. Par ailleurs, la branche de détente Bd comprend un augmentateur inertiel de détente IS1, et la branche de compression comprenant un augmentateur inertiel de compression IS2. Les augmentateurs inertiels IS1, IS2 prennent par exemple la forme d'une colonne de fluide. De préférence, les inerties des augmentateurs inertiels de détente IS1, et de compression IS2 sont identiques. Le circuit de fluide Ci comprend en outre une première branche parallèle Bip connectant la branche de détente Bd à la branche de compression Bc. La première branche parallèle Bip comprend un augmentateur inertiel principal IP. De préférence, l’inertie de l’augmentateur inertiel principal IP est différente des inerties des augmentateurs inertiels de détente IS1, et de compression IS2. Par exemple, la colonne de fluide de l’augmentateur inertiel principal IP est plus courte que celles des augmentateurs inertiels de détente IS1, et de compression IS2. Selon un aspect de l’invention, le circuit de fluide Ci comprend un court-circuit hydraulique Bp de l’augmentateur inertiel de compression IS2 activé dans un sens de vidage de la chambre de compensation de compression S2. Avantageusement, le court-circuit hydraulique Bp permet de réalimenter directement et plus rapidement la chambre de compression C2 en détente depuis la chambre de compensation de compression S2 sans passer par l’augmentateur inertiel IS2 de ladite chambre de compensation S2. En outre, le court-circuit hydraulique Bp permet d’avoir une inertie différentiée en compression et en détente comme on l’aurait eu avec une suspension traditionnelle avec amortisseur à clapet. Le principe consiste à raccourcir la longueur de la conduite d’inertie dans un sens par rapport à l’autre pour différencier l’inertie afin de limiter les risques de cavitation dans la chambre de compression dans la phase de détente. L’invention est particulièrement avantageuse car la cavitation aurait aussi pu être limitée en augmentant la pression de service mais cela augmenterait le frottement entre le piston et le cylindre. L’invention permet de limiter l’augmentation de la pression en intégrant le court-circuit Bp, car le frottement diminue l’efficacité du système en particulier pour la prestation en confort vibratoire du véhicule. En particulier, le court-circuit hydraulique Bp comprend une dérivation de court-circuit comportant un premier clapet anti-retour Cl1, ouvert dans le sens de vidage de la chambre de compensation de compression S2. Avantageusement, le clapet anti-retour Cl1 permet de mettre en œuvre, de manière simple et efficace, une inertie différentiée en compression et en détente. De préférence, le circuit de fluide Ci comprend en outre une deuxième branche parallèle connectant la branche de détente Bd à la branche de compression Bc. La deuxième branche parallèle est montée en parallèle de la première branche parallèle Bip. La deuxième branche parallèle comprend un réducteur de débit R pouvant être réglable. Le réducteur de débit R permet de mettre en court-circuit la chambre de compression C2 et la chambre de détente C1 en cas de vibrations à haute fréquence (calibré pour une fréquence seuil). Le réducteur de débit R est de préférence calibré en fonction du véhicule d’utilisation du dispositif. En outre, de préférence, le circuit de fluide Ci comprend une troisième branche parallèle connectant la branche de détente Bd à la branche de compression Bc. La deuxième branche parallèle est montée en parallèle des première (Bip) et deuxième branches parallèles, en particulier entre celles-ci. La troisième branche parallèle comprend une double dérivation avec de chaque côté un clapet anti-retour Cl2, Cl3 en sens opposée (tête-bêche). Les deux clapets anti-retour Cl2, Cl3 permettent de mettre en court-circuit la chambre de compression C2 et la chambre de détente C1 dans le cas de vibrations à haute fréquence afin d'éviter que ces dernières remontent vers la caisse du véhicule. L’invention concerne en outre une méthode de mise en œuvre de suspension inertielle hydraulique pour un dispositif de suspension inertielle hydraulique ayant une structure telle que décrite précédemment. Pour simplifier l’explication, nous proposons de négliger le débit d3 relatif à la deuxième branche parallèle, car le réducteur de débit R est configuré pour traiter les hautes fréquences. Le débit d3 doit rester faible pour ne pas limiter l’effet inertiel recherché. De même, le débit d4 relatif à la troisième branche parallèle peut être négligé car il est nul en-dessous d’une pression seuil élevée selon les réglages des clapets anti-retour Cl2, Cl3. Le procédé comprend une étape d’attaque dans laquelle la chambre de compression C2 du vérin est en compression et se vide, et la chambre de détente C1 est en décompression et se remplit. Comme pour un amortisseur classique, la section de tige du piston P crée une section plus faible de la chambre C1 par rapport à la chambre C2. Le débit d1 entrant dans la chambre C1 correspond au débit d2 de la chambre C2 réduit du débit correspondant au volume de tige déplacé dt (dt=d2-d1). Ce volume de tige déplacé est compensé dans les sphères S1, S2 présentes dans le circuit. Cela a pour effet de faire monter la pression moyenne dans le système. Ainsi, dans cette phase d’attaque le risque de cavitation dans la chambre de détente C1 (chambre supérieure) est réduit du fait de l’augmentation moyenne de la pression dans le circuit. En particulier, dans cette phase d’attaque, cette différence de débit dt entre les deux chambres C1 et C2 est compensée principalement par la sphère S2 (débit dt-ε entrant dans la sphère S2) du fait de pertes de charges plus faibles générées par l’augmentateur IS2 situé entre la chambre de compression C2 et la sphère S2, par rapport aux pertes de charges significativement plus importantes entre la chambre C2 et la sphère S1 générée par les augmentateurs IP et IS1. La phase d’attaque serait identique avec ou sans le court-circuit Bp car le clapet anti-retour Cl1 bloque le passage de fluide dans le court-circuit Bp en attaque. Ceci peut être illustré par la . Le procédé comprend en outre une étape de détente dans laquelle la chambre de compression C2 du vérin est en décompression et se remplie, et la chambre de détente C1 est en compression et se vide. Lors de cette étape, on court-circuite l’augmentateur inertiel de compression IS2. En l’absence de court-circuit BP, le débit d1 sortant de la chambre de détente C1 serait plus faible que le débit d2 entrant dans la chambre de compression C2. Cette différence de débit dt (dt=d2-d1) correspondrait au volume déplacé par la tige. Cette différence de débit aurait été à compensée principalement par la sphère S2 (débit sortant de la sphère) au travers de l’inertie IS2 qui aurait généré une perte de charge qui s’opposerait à la réalimentation de la chambre de compression C2. Ainsi, la décompression dans la chambre de compression C2 serait importante et présenterait un risque de cavitation fort dans cette configuration car l’augmentation du volume de la chambre C2 ne pourrait pas être compensée directement par le débit d1 venant de la chambre de détente C1 ; et la perte de charge dans IS2 retarderait la réalimentation depuis la sphère S2. Pour éviter cette perte de charge et le risque de cavitation, le court-circuit Bp de l’augmentateur IS2 est mis en place. Cela permet de relier directement la sphère S2 à la chambre C2 sans perte de charge en détente. L’invention porte également sur un amortisseur pour véhicule, comprenant un dispositif de suspension inertielle tel que décrit précédemment. Un autre objet de l’invention concerne un véhicule comprenant un dispositif de suspension inertielle tel que décrit précédemment. Il s’agit en particulier d’un véhicule automobile. L’invention concerne en outre une utilisation particulière dans un dispositif de suspension inertielle. Il s’agit d’une utilisation d’un court-circuit hydraulique Bp unidirectionnel d’un augmentateur inertiel de compression IS2 en regard d’une chambre de compensation de compression S2. Dans cette utilisation, le court circuit Bp autorise le passage dans le sens de vidage de la chambre S2 dans les phases de détente. Le dispositif de suspension inertielle correspondant est en particulier tel que décrit précédemment. Dispositif de suspension inertielle hydraulique pour véhicule, le dispositif comprenant - un vérin comportant un corps et un piston (P) délimitant une chambre de détente (C1) et une chambre de compression (C2) ; - une chambre de compensation de détente (S1) en regard de la chambre de détente (C1), - une chambre de compensation de compression (S2) en regard de la chambre de compression (C2), - un circuit de fluide (Ci) comprenant une branche de détente (Bd) mettant en communication fluidique la chambre de détente (C1) avec la chambre de compensation de détente (S1) ; et une branche de compression (Bc) mettant en communication fluidique la chambre de compression (C2) avec la chambre de compensation de compression (S2), la branche de détente (Bd) comprenant un augmentateur inertiel de détente (IS1), et la branche de compression (Bc) comprenant un augmentateur inertiel de compression (IS2), le circuit de fluide (Ci) comprenant en outre une première branche parallèle (Bip) connectant la branche de détente (Bd) à la branche de compression (Bc), la première branche parallèle (Bip) comprenant un augmentateur inertiel principal (IP), caractérisé en ce que le circuit de fluide (Ci) comprend un court-circuit hydraulique (Bp) de l’augmentateur inertiel de compression (IS2), activé dans un sens de vidage de la chambre de compensation de compression (S2). Dispositif de suspension inertielle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le court-circuit hydraulique (Bp) comprend une dérivation de court-circuit comportant un clapet anti-retour (Cl1), ouvert dans le sens de vidage de la chambre de compensation de compression (S2). Dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la chambre de compensation de détente (S1) comprend une sphère de compensation. Dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la chambre de compensation de compression (S2) comprend une sphère de compensation. Dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fluide du circuit de fluide (Ci) comprend de l’huile de suspension. Dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fluide du circuit de fluide (Ci) comprend du glycol. Méthode de mise en œuvre de suspension inertielle hydraulique pour un dispositif de suspension inertielle hydraulique comprenant - un vérin comportant un corps et un piston (P) délimitant une chambre de détente (C1) et une chambre de compression (C2) ; - une chambre de compensation de détente (S1) en regard de la chambre de détente (C1), - une chambre de compensation de compression (S2) en regard de la chambre de compression (C2), - un circuit de fluide (Ci) comprenant une branche de détente (Bd) mettant en communication fluidique la chambre de détente (C1) avec la chambre de compensation de détente (S1) ; et une branche de compression (Bc) mettant en communication fluidique la chambre de compression (C2) avec la chambre de compensation de compression (S2), la branche de détente (Bd) comprenant un augmentateur inertiel de détente (IS1), et la branche de compression (Bc) comprenant un augmentateur inertiel de compression (IS2), le circuit de fluide (Ci) comprenant en outre une première branche parallèle (Bip) connectant la branche de détente (Bd) à la branche de compression (Bc), la première branche parallèle (Bip) comprenant un augmentateur inertiel principal (IP), le procédé comprenant - une étape d’attaque dans laquelle la chambre de compression (C2) se vide et la chambre de détente (C1) se remplit, et étant caractérisé par - une étape de détente dans laquelle lorsque la chambre de compression (C2) se remplit et la chambre de détente (C1) se vide, on court-circuite l’augmentateur inertiel de compression (IS2). Amortisseur pour véhicule, comprenant un dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 6. Véhicule comprenant un dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 6. Utilisation, dans un dispositif de suspension inertielle, d’un court-circuit hydraulique (Bp) d’un augmentateur inertiel de compression (IS2) activé dans un sens de vidage d’une chambre de compensation de compression (S2) pour limiter les risques de cavitation dans la chambre de compensation de compression (C2) dans les phases de détente.