Brevet FR3127795A1 — publié le 20230407

L’invention concerne un dispositif de suspension inertielle hydraulique pour véhicule, le dispositif comprenant - un vérin comportant un corps (C) cylindrique et un piston (P) délimitant des chambres de vérin haute (C1) et basse (C2), - un augmentateur inertiel principal (IP) et des augmentateurs inertiels secondaires haut (IS1) et bas (IS2) en communication fluidique avec les chambres de vérin (C1, C2), - des chambres de compensation haute (S1) et basse (S2) en communication fluidique avec les augmentateurs inertiels (IP, IS1, IS2), et avec les chambres de vérin haute (C1) et basse (C2), caractérisé en ce que les augmentateurs inertiels (IP, IS1, IS2) et les chambres de compensation (S1, S2) sont agencés autour du corps (C) en au moins deux hélices concentriques. L’invention concerne également un essieu avant et un véhicule sur la base d’un tel dispositif. Fig. 1 DISPOSITIF DE SUSPENSION INERTIELLE, SYSTEME D’ESSIEU ET VEHICULE SUR LA BASE D’UN TEL SYSTEME L’invention se rapporte à un dispositif de suspension inertielle à trois inerties pour véhicule automobile ainsi qu’à un système d’essieu avant comportant une telle suspension inertielle. L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant un tel dispositif de suspension inertielle. Les systèmes d’inertie sont généralement utilisés entre une caisse et des roues d’un véhicule automobile pour établir une masse apparente (ou masse dite « virtuelle ») plus importante, par exemple une masse virtuelle de 100kg, pour une masse totale d’environ 1300kg. L’intérêt d’ajouter cette masse virtuelle est d’amortir le mode de caisse (basse fréquence à environ 1.5Hz) par augmentation de l’inertie pour améliorer le confort de caisse. L’inconvénient de cette technologie est qu’elle nécessite des canalisations de grande longueur. Ces longues canalisations, ainsi que les canalisations flexibles de connections entre les différents composants sont difficiles à intégrer dans un véhicule automobile. Cette difficulté d’intégration, en particulier pour la suspension d’un essieu avant, peut rendre impossible une solution technique avec cette technologie. Ainsi, le système à inertie ayant trois inerties réalisées par de longues conduites, généralement reliées au vérin par des flexibles, doit être compacté au maximum pour être intégré dans un véhicule automobile pour une solution de série. Le document EP2531744 propose un système à inertie composé d’un dispositif d’inertie hydraulique (également appelé « inerter ») qui utilise une colonne de fluide autour d’un corps de vérin pour réaliser une inertie apparente plus importante au niveau de la caisse. Un objectif de la présente invention est de proposer un dispositif de suspension inertielle à trois augmentateurs inertiels, plus compact que dans l’art antérieur pour en faciliter l’intégration dans un véhicule automobile. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un dispositif de suspension inertielle hydraulique pour véhicule automobile, le dispositif comprenant - un vérin comportant un corps cylindrique et un piston délimitant des chambres de vérin haute et basse, - un augmentateur inertiel principal et des augmentateurs inertiels secondaires haut et bas en communication fluidique avec les chambres de vérin, - des chambres de compensation haute et basse en communication fluidique avec les augmentateurs inertiels, et avec les chambres de vérin haute et basse, caractérisé en ce que les augmentateurs inertiels et les chambres de compensation sont agencés autour du corps en au moins deux hélices concentriques. Avantageusement, l’invention permet d’utiliser les parois du vérin pour intégrer les trois conduites inertielles. Ainsi, l’ensemble de la suspension inertielle est intégré dans un composant regroupant toutes les fonctions avec les mêmes interfaces qu’un amortisseur. L’invention permet de rendre le dispositif de suspension inertielle plus compact que dans l’art antérieur. Pour cela on utilise le corps du vérin pour y intégrer les différents tuyaux et chambres de compensation. Selon une variante, l’augmentateur inertiel principal est agencé en hélice autour du corps, l’augmentateur inertiel secondaire haut est agencé en hélice autour de l’augmentateur inertiel principal et de la chambre de vérin haute, et l’augmentateur inertiel secondaire bas est agencé en hélice autour de l’augmentateur inertiel principal et de la chambre de vérin basse, l’augmentateur inertiel secondaire bas étant aligné avec et dans le prolongement de l’augmentateur inertiel secondaire haut. Cet agencement permet de mettre en œuvre une configuration à trois augmentateurs inertiels. Selon une variante le dispositif de suspension inertielle comprend - un orifice haut de la chambre de vérin haute en communication fluidique avec l’augmentateur inertiel principal à une extrémité haute de la chambre de vérin haute, - un orifice bas de la chambre de vérin basse en communication fluidique avec l’augmentateur inertiel principal à l’extrémité basse de la chambre de vérin basse. Cet agencement permet de faire communiquer efficacement les chambres de vérin avec l’augmentateur inertiel principal. Selon une variante, l’orifice haut débouche dans une chambre de liaison haute de forme annulaire, en communication fluidique avec l’augmentateur inertiel principal. Selon une variante, l’orifice bas débouche dans une chambre de liaison basse de forme annulaire, agencée autour d’une partie basse de l’augmentateur inertiel principal et en dessous de l’augmentateur inertiel secondaire bas, tout en étant en communication fluidique avec ceux-ci. Les chambres de liaisons permettent de relier chaque augmentateur inertiel secondaire à un bout de l’augmentateur inertiel principal. Selon une variante le dispositif de suspension inertielle comprend des canaux d’alimentation longitudinaux entre l’augmentateur inertiel principal et l’augmentateur inertiel secondaire haut, les canaux d’alimentation mettant en communication fluidique la chambre de vérin haute et l’augmentateur inertiel principal avec l’augmentateur inertiel secondaire haut. Cet agencement permet de réaliser un écoulement dans l’augmentateur inertiel secondaire haut, du bas vers le haut, de sorte à avoir une chambre de compensation haute au-dessus de l’augmentateur inertiel secondaire haut. Selon une variante, les chambres de compensations haute et basse sont disposées en position haute par rapport aux augmentateurs inertiels secondaires haut et bas respectivement. Cela permet de garantir que l’azote utilisé avec le fluide soit en partie haute par gravité. Selon une variante, le dispositif de suspension inertielle comporte un fluide pressurisé et de l’azote. L’invention concerne en outre un système d’essieu avant de véhicule automobile comprenant un dispositif de suspension inertielle selon l’invention. Un autre objet de l’invention est un véhicule automobile comprenant un dispositif de suspension inertielle selon l’invention. 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 un schéma fonctionnel d’un dispositif de suspension inertielle selon une variante préférée de l’invention ; - illustre schématiquement une coupe en perspective isométrique d’un vérin intégrant un agencement selon la ; - illustre schématiquement une vue en coupe longitudinale du dispositif de suspension inertielle de la ; - illustre schématiquement une vue rapprochée de la partie haute du dispositif de suspension inertielle de la ; - illustre schématiquement une vue en coupe transversale selon V-V de la ; - illustre schématiquement une rapprochée de la partie basse du dispositif de suspension inertielle de la ; et - illustre schématiquement une vue en coupe transversale selon VII-VII de la . Le principe de fonctionnement est basé sur l’architecture à inerties triples, y compris une inertie principale IP (ou augmentateur inertiel principal) et deux inerties secondaires IS1, IS2 (ou augmentateur inertiel secondaire) qui permettent un effet batteur. Le dispositif de suspension inertielle comprend un vérin sur un essieu avant de véhicule automobile. Le vérin connecte une caisse de véhicule à une roue du véhicule automobile. Le vérin comporte un corps C cylindrique et un piston P délimitant des chambres de vérin haute C1 et basse C2. Le vérin déplace le fluide dans un circuit en fonction du débattement roue – caisse. Le dispositif de suspension inertielle comprend en outre l’augmentateur inertiel principal IP (ou inertie principale) réalisé par exemple à partir d’une canalisation de longueur entre 1 et 4 m d’un diamètre de 6 à 8 mm. Le dispositif de suspension inertielle comprend en outre les deux inerties secondaires haute IS1, basse IS2 de longueur pouvant varier par exemple aussi de 1 à 4 m pour un diamètre de 6 à 8 mm. Le dispositif de suspension inertielle comprend en outre deux chambres de compensation S1, S2, habituellement sphérique, mais de préférence annulaires dans l’invention. Leur rôle est de compenser le volume de la tige lorsque le piston se déplace, mais aussi de réaliser deux raideurs entre lesquelles le fluide d’inertie viendra « battre ». Comme pour un amortisseur, la compensation est un volume qui contient le fluide et un gaz neutre, ici de l’azote. Quand le volume de fluide varie, par exemple par dilatation ou déplacement du vérin, cette variation est compensée par le volume gaz qui augmente ou diminue. La chambre de compensation peut être un volume libre. La séparation entre le gaz et le fluide dans le volume se fait par gravité. L’invention vise à rendre le dispositif de suspension inertielle plus compact que dans l’art antérieur. Pour cela on utilise le corps du vérin pour y intégrer les différents tuyaux et chambres de compensation. Comme on peut le voir sur les figures, l’augmentateur inertiel principal IP est agencé en hélice autour du corps C, de manière concentrique avec le corps C. Les structures en hélice sont vues par transparence dans les figures 2, 4 et 6. L’augmentateur inertiel secondaire haut IS1 est agencé en hélice autour d’une moitié haute de l’augmentateur inertiel principal et de la chambre de vérin haute C1. Le dispositif de suspension inertielle comprend un orifice haut O1 de la chambre de vérin haute C1. L’orifice haut O1 met la chambre de vérin haute C1 en communication fluidique avec l’augmentateur inertiel principal IP à une extrémité haute de la chambre de vérin haute C1. L’orifice haut O1 débouche dans une chambre de liaison haute Cl1 de forme annulaire. Comme l’augmentateur inertiel secondaire haut IS1 est relié à la partie haute de l’augmentateur inertiel principal IP, il y a une série de canaux d’alimentation CA qui permettent au fluide d’entrer par le bas de l’augmentateur inertiel secondaire haut IS1. Dans la variante illustrée, chaque canal d’alimentation CA est agencé suivant une direction parallèle à un axe central du vérin. Les canaux d’alimentation CA longitudinaux sont disposés autour de l’augmentateur inertiel principal IP1, entre celui-ci et l’augmentateur inertiel secondaire haut IS1. Les canaux d’alimentation CA mettent la chambre de liaison haute Cl1 en communication fluidique avec l’augmentateur inertiel secondaire haut IS1. Les canaux d’alimentation CA permettent de véhiculer le fluide dans l’augmentateur inertiel secondaire haut IS1 vers le haut, et d’avoir la chambre de compensation haute S1 au-dessus de l’augmentateur inertiel secondaire haut IS1. Le dispositif de suspension inertielle comprend un orifice bas O2 de la chambre de vérin basse C2 en communication fluidique avec l’augmentateur inertiel principal IP1 à l’extrémité basse de la chambre de vérin basse C2. L’augmentateur inertiel secondaire bas IS2 est agencé en hélice autour d’une moitié basse de l’augmentateur inertiel principal IP et de la chambre de vérin basse C2. L’augmentateur inertiel secondaire bas IS2 est aligné avec l’augmentateur inertiel secondaire haut IS1, et est dans le prolongement de celui-ci. Une chambre de liaison basse Cl2 de forme annulaire est prévue autour d’une extrémité basse de l’augmentateur inertiel principal IP, en dessous de l’augmentateur inertiel secondaire bas IS2. La position basse de la chambre de liaison Cl2 permet de véhiculer le fluide dans l’augmentateur inertiel secondaire bas IS2 vers le haut et d’avoir la chambre de compensation basse S2 au-dessus de l’augmentateur inertiel secondaire bas IS2. Les chambres de compensations S1, S2 sont remplies partiellement d’azote et pressurisées (comme pour un amortisseur), elles se trouvent au-dessus des inerties qui leur correspondent pour garantir que l’azote soit en partie haute par gravité. L’invention porte en outre sur un système d’essieu avant de véhicule automobile comprenant un dispositif de suspension inertielle tel que décrit précédemment. Un autre objet de l’invention concerne un véhicule automobile comprenant un dispositif de suspension inertielle tel que décrit précédemment. L’invention permet de réaliser une solution compacte, monobloc comme un amortisseur, ce qui représente un avantage en intégration et au montage. En outre, la solution permet d’utiliser au mieux l’inertie créée sans en subir les inconvénients d’encombrement notamment. Dispositif de suspension inertielle hydraulique pour véhicule automobile, le dispositif comprenant - un vérin comportant un corps (C) cylindrique et un piston (P) délimitant des chambres de vérin haute (C1) et basse (C2), - un augmentateur inertiel principal (IP) et des augmentateurs inertiels secondaires haut (IS1) et bas (IS2) en communication fluidique avec les chambres de vérin (C1, C2), - des chambres de compensation haute (S1) et basse (S2) en communication fluidique avec les augmentateurs inertiels (IP, IS1, IS2), et avec les chambres de vérin haute (C1) et basse (C2), caractérisé en ce que les augmentateurs inertiels (IP, IS1, IS2) et les chambres de compensation (S1, S2) sont agencés autour du corps (C) en au moins deux hélices concentriques. Dispositif de suspension inertielle selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’augmentateur inertiel principal (IP) est agencé en hélice autour du corps (C), l’augmentateur inertiel secondaire haut (IS1) est agencé en hélice autour de l’augmentateur inertiel principal (IP) et de la chambre de vérin haute (C1), et l’augmentateur inertiel secondaire bas (IS2) est agencé en hélice autour de l’augmentateur inertiel principal (IP) et de la chambre de vérin basse (C2), l’augmentateur inertiel secondaire bas (IS2) étant aligné avec et dans le prolongement de l’augmentateur inertiel secondaire haut (IS1). Dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu’il comprend - un orifice haut (O1) de la chambre de vérin haute (C1) en communication fluidique avec l’augmentateur inertiel principal (IP) à une extrémité haute de la chambre de vérin haute (C1), - un orifice bas (O2) de la chambre de vérin basse (C2) en communication fluidique avec l’augmentateur inertiel principal (IP) à l’extrémité basse de la chambre de vérin basse (C2). Dispositif de suspension inertielle selon la revendication 3, caractérisé en ce que l’orifice haut (O1) débouche dans une chambre de liaison haute (Cl1) de forme annulaire, en communication fluidique avec l’augmentateur inertiel principal (IP). Dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 3 à 4, caractérisé en ce que l’orifice bas (O2) débouche dans une chambre de liaison basse (Cl2) de forme annulaire, agencée autour d’une partie basse de l’augmentateur inertiel principal (IP) et en dessous de l’augmentateur inertiel secondaire bas (IS2), tout en étant en communication fluidique avec ceux-ci. Dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend des canaux d’alimentation (CA) longitudinaux entre l’augmentateur inertiel principal (IP) et l’augmentateur inertiel secondaire haut (IS1), les canaux d’alimentation (CA) mettant en communication fluidique la chambre de vérin haute (C1) et l’augmentateur inertiel principal (IP) avec l’augmentateur inertiel secondaire haut (IS1). Dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les chambres de compensation haute (S1) et basse (S2) sont disposées en position haute par rapport aux augmentateurs inertiels secondaires haut (IS1) et bas (S2) respectivement. Dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comporte un fluide pressurisé et de l’azote. Système d’essieu avant de véhicule automobile comprenant un dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 8. Véhicule automobile comprenant un dispositif de suspension inertielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.