Brevet FR3154777A1 — publié le 20250502

L’invention concerne un amortisseur (1) hydraulique comprenant un corps (2), une tige (4) reliée à un piston principal (3), divisant le corps (2) en une première (5) et une deuxième (6) chambres et comprenant un premier logement accueillant un premier piston (8) coulissant depuis une première position de repos sous l’effet d’une augmentation de pression de fluide dans la première chambre (5), le piston principal (3) comprenant un premier passage de précharge permettant une communication fluidique unidirectionnelle, selon un premier sens de circulation, entre les première (5) et deuxième (6) chambres, chaque premier piston (8) comprenant un premier canal pour ouvrir ou fermer progressivement un premier passage de précharge suivant la position du premier piston (8), chaque premier passage comprenant des moyens de blocage pour bloquer le fluide dans le premier sens de circulation, lorsque la pression en amont du premier passage est inférieure à une pression seuil. (Figure 1) Amortisseur avec précharge variable. Le domaine technique concerne les amortisseurs hydrauliques de suspension de véhicule automobile et les véhicules équipés de tels amortisseurs. Dans un véhicule, le système de suspension est nécessaire en raison des irrégularités de la route sur laquelle se déplace le véhicule. En effet, les irrégularités provoquent des chocs et des vibrations impactant le véhicule et ses passagers. Le système de suspension est donc conçu pour réduire la fatigue mécanique et l’usure du véhicule, et pour améliorer le confort des passagers. Par ailleurs, le système de suspension est essentiel pour maintenir le contact entre les roues du véhicule et le sol, et ainsi assurer une tenue de route adéquate. Les systèmes de suspension comportent généralement un amortisseur constitué d’un piston, lié à une tige, se déplaçant dans un cylindre en délimitant deux chambres avec des passages de fluide limités, permettant de transférer du fluide d’une chambre à l’autre, afin de freiner les mouvements de cette tige. La capacité de freinage du mouvement de la tige doit répondre à différentes contraintes. En particulier, la capacité de freinage doit permettre de filtrer plusieurs plages de fréquences d’oscillations, chacune caractéristique de mouvements particuliers liés, soit à l’état de la route, soit à des fréquences propres d’oscillations typiques de systèmes de masses suspendues. La plupart des amortisseurs connus se montre efficace, par construction, pour filtrer les oscillations d’une plage donnée de fréquences. La plage de fréquence est plus ou moins large ou étroite, suivant la conception de l’amortisseur, mais les concepteurs doivent faire des compromis, en fonction de l’usage auquel l’amortisseur est destiné. Par ailleurs, la pressurisation relativement importante du fluide dans un amortisseur classique, de l’ordre de 15 à 30 bars pour un véhicule de tourisme, limite les possibilités d’optimiser à la fois la tenue de route et le confort des passagers pour une large gamme de véhicule à un coût raisonnable. Aussi, compte tenu des compromis, les amortisseurs connus n’apportent pas un confort optimisé pour les passagers du véhicule dans toutes les situations, et en particulier pour les débattements importants de l’amortisseur. Ainsi, il existe un besoin d’une solution permettant d’améliorer le confort des amortisseurs au-delà de certains débattements, pour réduire les amplitudes de mouvement. La présente invention a pour objet de pallier les problèmes exposés précédemment. Dans ce contexte technique, un but de la présente invention est de fournir un amortisseur, présentant un comportement amélioré sur des plages de vitesses et de débattements élargies. A cet effet, la présente invention se rapporte à un amortisseur hydraulique de suspension de véhicule automobile, comprenant un corps contenant un piston principal relié à une tige, le piston principal étant destiné à coulisser à l’intérieur du corps, le corps étant destiné à contenir un fluide amortisseur, le piston principal divisant le corps en une première chambre et une deuxième chambre, le piston principal comprenant au moins un premier logement, au moins un premier piston d’ajustement étant disposé à l’intérieur de chaque premier logement du piston principal, chaque premier piston d’ajustement étant apte à coulisser dans son premier logement depuis une première position de repos sous l’effet d’une augmentation de pression de fluide dans la première chambre générée par un déplacement du piston principal, le piston principal comprenant au moins un premier passage de précharge, chacun permettant une communication fluidique unidirectionnelle, selon un premier sens de circulation, entre les première et deuxième chambres et à travers un premier logement, chaque premier piston comprenant au moins un premier canal, chacun étant conçu pour ouvrir ou fermer progressivement un premier passage de précharge suivant la position du premier piston dans le premier logement, chaque passage de précharge comprenant des moyens de blocage conçus pour bloquer le passage du fluide dans le premier sens de circulation, lorsque la pression en amont du premier passage de précharge est inférieure à une pression seuil prédéterminée propre à chaque passage de précharge. L’invention concerne enfin un véhicule automobile comportant au moins un amortisseur selon l’invention. Ainsi, l’amortisseur selon l’invention permet de contrôler le passage de fluide d’une chambre à l’autre en fonction du déplacement du premier piston de précharge et notamment de la pression dans la première chambre. En effet, l’ouverture ou la fermeture de chaque passage de précharge est contrôlable par la pression en amont du passage, c’est-à-dire dans la première chambre, à l’aide des moyens de blocage. En outre, le comportement de chaque passage de précharge est ajustable par le déplacement de chaque premier piston d’ajustement qui dépend notamment de la vitesse de déplacement de l’amortisseur et de l’amplitude de débattement. Ainsi, le comportement de l’amortisseur est ajustable, pour améliorer la réponse et le confort sur une gamme élargie de vitesses et de débattements, en choisissant judicieusement la position de chaque premier canal. Selon un mode de réalisation de l’invention, chaque premier piston d’ajustement est muni de premiers moyens de rappel conformés pour déplacer le premier piston d’ajustement vers la première position de repos, lorsque la première chambre n’est plus soumise à une pression de fluide engendrée par le déplacement du piston principal. Selon une possibilité, chaque premier piston d’ajustement est conformé pour coulisser dans son premier logement suivant un axe de coulissement, chaque premier canal présentant un contour allongé suivant l’axe de coulissement de sorte à faire varier la section transversale du passage de précharge correspondant en fonction du déplacement du premier piston d’ajustement et lorsque le premier canal autorise une circulation dans le premier passage de précharge correspondant. Selon un mode de réalisation, les moyens de blocage de chaque passage de précharge comportent un clapet à ressort calibré. Avantageusement, l’amortisseur comporte au moins un deuxième logement dans lequel coulisse au moins un deuxième piston d’ajustement depuis une deuxième position de repos et comprenant au moins un second conduit, coopérant avec un second passage de précharge conçu pour permettre une circulation de fluide unidirectionnelle dans un deuxième sens opposé au premier sens. Avantageusement encore, les premiers et/ou deuxièmes pistons d’ajustement comportent également au moins un conduit de fuite coopérant chacun avec un passage de fuite qui permet le transfert de fluide entre les première et deuxième chambres avec un débit maximum dépendant de la position du premier et/ou deuxième piston d’ajustement respectivement. Selon une possibilité, la tige comporte une cavité en communication fluidique d’une part avec la deuxième chambre, et d’autre part, avec chaque premier logement et/ou chaque deuxième logement. Dans un mode de réalisation de l’amortisseur, chaque premier et/ou deuxième piston d’ajustement est formé d’au moins deux étages, chaque étage étant conçu pour s’éloigner de la première respectivement deuxième position de repos sous l’effet d’une pression, exercée sur le premier respectivement deuxième piston d’ajustement, supérieure à une pression seuil prédéterminée propre à chaque étage. Selon une possibilité, chaque étage est espacé d’un autre étage par un ressort de rappel taré conçu pour nécessiter un effort supérieur à un effort seuil prédéterminé, propre à chaque ressort de rappel, pour se comprimer. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : FIG. 1 la FIG. 1 représente une vue éclatée partielle d’un amortisseur selon l’invention ; FIG. 2 la FIG. 2 représente une vue partielle d’un piston principal montrant un premier piston d’ajustement, vue de dessus dans la première position de repos ; FIG. 3 la FIG. 3 représente une vue du premier piston d’ajustement de la FIG. 2 , vue de dessus, dans une position intermédiaire différente de la première position de repos ; FIG. 4 la FIG. 4 représente une vue partielle en coupe d’un piston principal montrant une partie d’un passage de précharge et ses moyens de blocage ; FIG. 5 la FIG. 5 représente plusieurs réponses de l’amortisseur selon l’invention en fonction de la vitesse de déplacement du piston, chaque courbe étant représentative d’un passage de précharge avec un calibrage particulier. Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments. Un amortisseur 1 hydraulique de suspension de véhicule automobile selon l’invention, illustré sur la FIG. 1 , comprend un corps 2 contenant un piston principal 3 relié à une tige 4. Le piston principal 3 est destiné à coulisser à l’intérieur du corps 2. Le corps 2 contient un fluide amortisseur, tel que de l’huile par exemple. Le piston principal 3 divise le corps 2 en une première chambre 5 et une deuxième chambre 6. Le corps 2 de l’amortisseur 1 pourra être fixé à la caisse du véhicule selon l’invention tandis que la tige 4 pourra être fixée à un élément de la suspension. Alternativement, la configuration des fixations pourra être inversée. Une fois installé sur le véhicule selon l’invention, le fonctionnement de l’amortisseur 1 selon l’invention est indépendant de son inclinaison sur le véhicule. Le piston principal 3 comprend au moins un premier passage 7a, 7b, 7c de précharge qui permet une communication fluidique unidirectionnelle entre la première chambre 5 et la deuxième chambre 6, afin de provoquer, lorsqu’il est au moins partiellement ouvert, un déplacement de fluide suivant un premier sens, en l’occurrence depuis la première chambre 5 vers la deuxième chambre 6, lorsque le déplacement du piston principal 3 provoque une augmentation de la pression dans la première chambre 5. Chaque premier passage 7a, 7b, 7c de précharge est en partie ménagé dans un premier piston 8 d’ajustement disposé à l’intérieur d’un premier logement 9 du piston principal 3 et traverse de ce fait le premier logement 9. Le premier piston 8 d’ajustement est apte à coulisser depuis une première position de repos, illustrée sur la FIG. 2 , dans le premier logement 9 vers la tige 4 sous l’effet d’une augmentation de pression de fluide dans la première chambre 5 générée par un déplacement du piston principal 3, suivant une direction indiquée par la flèche C de la FIG. 2 . Chaque premier piston 8 d’ajustement comporte une paroi 10 en contact avec le fluide présent dans la première chambre 5. Afin de permettre d’ouvrir ou de fermer progressivement chaque premier passage 7a, 7b, 7c à travers le premier logement 9, le premier piston 8 d’ajustement comprend au moins un premier canal 11a, 11b, 11c, illustré sur la FIG. 2 . Chaque premier canal 11a, 11b, 11c est conçu pour ouvrir ou fermer progressivement le premier passage 7a, 7b, 7c de précharge correspondant suivant la position du premier piston 8 d’ajustement dans le premier logement 9. Ainsi, suivant la position du premier piston 8 dans son premier logement 9, la position de chaque premier canal 11a, 11b, 11c permet d’ouvrir ou de fermer entièrement ou partiellement le premier passage 7a, 7b, 7c de précharge correspondant. Chaque premier canal 11a, 11b, 11c forme une partie du premier passage 7a, 7b, 7c correspondant lorsque le premier piston 8 d’ajustement est positionné afin d’ouvrir le premier passage 7a, 7b, 7c correspondant. A titre d’exemple, il est envisageable qu’un premier passage 7a soit obturé lorsque le premier piston 8 est dans la première position de repos, et que ce premier passage 7a de précharge s’ouvre progressivement en fonction de l’éloignement du premier piston 8 de sa première position de repos. Il est envisageable, par exemple, que le premier piston 8 d’ajustement libère complétement un autre premier passage 7b lorsque le premier piston 8 d’ajustement est dans sa première position de repos et que l’éloignement du premier piston 8 d’ajustement de sa première position de repos provoque une obturation partielle du même premier passage 7b. Enfin, comme illustré sur les figures 2 et 3, un premier canal 11c est configuré pour que le premier passage 7c soit partiellement ouvert lorsque le premier piston 8 d’ajustement est dans sa première position de repos et pour que le premier canal 11c se ferme progressivement lorsque arrive en fin de course. Comme illustré sur les figures 2 et 3, chaque premier piston 8 d’ajustement est conformé pour coulisser dans son premier logement 9 suivant un axe de coulissement A, chaque premier canal 11a, 11b, 11c présentant un contour 12a, 12b, 12c allongé suivant l’axe de coulissement A de sorte à faire varier la section transversale du passage 7a, 7b, 7c de précharge correspondant en fonction du déplacement du premier piston 8 d’ajustement et lorsque le premier canal 11a, 11b, 11c autorise une circulation dans le premier passage 7a, 7b, 7c de précharge correspondant. Dans l’exemple illustré sur les figures 2 et 3, un contour 12a présente une forme semi-circulaire tandis que les contours 12b, 12c présentent une forme circulaire prolongé par une fente 13 de dimensions variables. Comme illustré sur la FIG. 4 , chaque passage 7a, 7b, 7c de précharge comprend des moyens de blocage 14 conçus pour bloquer le passage du fluide dans le premier sens F de circulation, illustré sur la FIG. 4 , lorsque la pression en amont du premier passage 7a, 7b, 7c de précharge est inférieure à une pression seuil prédéterminée propre à chaque passage 7a, 7b, 7c de précharge. Lorsque la pression en amont du premier passage 7a, 7b, 7c est supérieure à la pression seuil prédéterminée, alors les moyens de blocage 14 autorisent la circulation de fluide dans le premier passage 7a, 7b, 7c de précharge. Dans l’exemple décrit, le premier sens F de circulation permet au fluide de circuler de la première chambre 5 vers la deuxième chambre 6. La circulation du fluide dans chaque passage 7a, 7b, 7c de précharge étant unidirectionnelle, les moyens de blocage 14 sont conçus pour bloquer la circulation du fluide dans le sens opposé au premier sens F, en l’occurrence de la deuxième chambre 6 vers la première chambre 5, quelques soit les pressions dans les première 5 et deuxième 6 chambres. Dans l’exemple illustré sur la FIG. 4 , les moyens de blocage 14 de chaque passage 7a, 7b, 7c de précharge comportent un clapet à ressort 15 calibré. La tige 4 du piston principal 3 comprend une cavité 16, schématisée sur la FIG. 1 , en communication fluidique avec la deuxième chambre 6 afin d’obtenir une pression statique équilibrée entre la deuxième chambre 6 et la cavité 16. Comme illustré sur la FIG. 1 , la cavité 16 est également en communication fluidique avec le premier logement 9 par le biais d’un trou calibré, non illustré, permettant un déplacement calibré de fluide. Avantageusement, le trou calibré est muni d’un clapet, non illustré, permettant de contrôler le déplacement de fluide entrant ou sortant du premier logement 9. Avantageusement, Le premier piston 8 d’ajustement est formé d’au moins deux étages 17a, 17b. Chaque étage 17a, 17b est conçu pour s’éloigner de la première position de repos sous l’effet d’une pression, exercée sur le premier piston 8 de fuite, supérieure à une pression seuil prédéterminée propre à chaque étage 17a, 17b. Afin d’obtenir un déplacement du premier piston 8 dans son premier logement 9, le fluide hydraulique exerce ainsi une pression sur la paroi 10 en contact avec le fluide disposée dans la première chambre 5. Comme illustré sur les figures 2 et 3, afin de permettre un retour de chaque premier piston 8 d’ajustement dans sa première position de repos, chaque premier piston 8 est muni de premiers moyens 18 de rappel conformés pour déplacer le premier piston 8 d’ajustement vers la première position de repos, lorsque la première chambre 5 n’est plus soumise à une pression de fluide engendrée par le déplacement du piston principal 3. Dans l’exemple décrit sur les figures, les premiers moyens 18 de rappel sont composés, par exemple, d’au moins deux ressorts de rappel 19a, 19b. Chaque étage 17a est ainsi espacé de l’autre étage 17b par un ressort de rappel 19a. L’étage 17b est quant à lui maintenu dans sa position de repos, lorsque le premier piston 8 d’ajustement est dans la première position de repos par un ressort de rappel 19b en appui sur une paroi de fond, non illustrée, du premier logement 9. Les ressorts de rappel 19a, 19b sont des ressorts tarés et sont conçus pour nécessiter un effort supérieur à un effort seuil prédéterminé, propre à chaque ressort de rappel 19a, 19b, pour se comprimer. Lorsqu’un ressort de rappel 19a, 19b se comprime, l’étage 17a, respectivement l’étage 17b se rapprochent de l’étage 17b ou de la paroi de fond. Ainsi lorsque le premier piston 8 s’éloigne de sa première position de repos, il s’opère d’abord une compression d’un ressort de rappel 19a, 19b puis, éventuellement une compression de l’autre ressort de rappel 19a, 19b suivant l’intensité de la sollicitation. De manière similaire mais non illustrée, l’amortisseur 1 comporte au moins un deuxième logement dans lequel coulisse au moins un deuxième piston d’ajustement depuis une deuxième position de repos et comprenant au moins un second conduit, coopérant avec un second passage de précharge conçu pour permettre une circulation de fluide unidirectionnelle dans un deuxième sens opposé au premier sens. Chaque second piston d’ajustement comporte également des seconds moyens de rappel permettant de ramener le second piston d’ajustement dans sa deuxième position de repos. Les fonctionnements des seconds passages de précharge, deuxièmes pistons d’ajustement, seconds conduits sont identiques aux éléments respectifs décrits précédemment, seul le sens de circulation de fluide étant inversé entre les première 5 et deuxième 6 chambres. Avantageusement encore, les premiers 8 et/ou deuxièmes pistons d’ajustement comportent également au moins un conduit de fuite, non illustré, coopérant chacun avec un passage de fuite, non illustré, qui permet le transfert de fluide entre les première 5 et deuxième 6 chambres avec un débit maximum dépendant de la position du premier 8 et/ou deuxième piston d’ajustement respectivement. Un passage de fuite se différencie d’un passage 7a, 7b, 7c de précharge par l’absence de moyens de blocage 14. Enfin, l’amortisseur 1 comporte éventuellement un passage additionnel 20 ouvert quelle que soit la position du premier piston 8 d’ajustement. Un tel passage additionnel 20 est, suivant les besoin, muni de moyens de blocage 14. Ainsi, l’amortisseur 1 hydraulique selon l’invention présente un comportement optimisable à la fois en compression, grâce au premier piston 8 d’ajustement, et en détente, grâce au second piston d’ajustement. Le choix des efforts seuils des différents ressorts de rappel 19a, 19b ainsi que des tarages respectifs de chaque clapet à ressort 15 permet de définir des plages de vitesses différenciées pour les phases de compression et de détente de l’amortisseur 1 hydraulique dans lesquelles le comportement de l’amortisseur 1 peut être adapté en modifiant la façon dont les échanges de précharge, à travers les premier 7a, 7b, 7c et deuxième passages de précharge, s’effectuent. Comme illustré sur la FIG. 5 , les passages 7a, 7b, 7c de précharge permettent d’adapter en particulier les points d’inflexion 21 afin d’apporter un freinage hydraulique supplémentaire au-delà d’un certain débattement. L’invention ne se limite pas au mode de réalisation de l’amortisseur décrit ci-avant, seulement à titre d’exemple, mais d’autres modes de réalisation peuvent être conçus par l’homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. Amortisseur (1) hydraulique de suspension de véhicule automobile comprenant un corps (2) contenant un piston principal (3) relié à une tige (4), le piston principal (3) étant destiné à coulisser à l’intérieur du corps (2), le corps (2) étant destiné à contenir un fluide amortisseur, le piston principal (3) divisant le corps (2) en une première chambre (5) et une deuxième chambre (6), le piston principal (3) comprenant au moins un premier logement (9), au moins un premier piston (8) d’ajustement étant disposé à l’intérieur de chaque premier logement (9) du piston principal (3), chaque premier piston (8) d’ajustement étant apte à coulisser dans son premier logement (9) depuis une première position de repos sous l’effet d’une augmentation de pression de fluide dans la première chambre (5) générée par un déplacement du piston principal (3), le piston principal (3) comprenant au moins un premier passage (7a, 7b, 7c) de précharge, chacun permettant une communication fluidique unidirectionnelle, selon un premier sens (F) de circulation, entre les première (5) et deuxième (6) chambres et à travers un premier logement (9), chaque premier piston (8) comprenant au moins un premier canal (11a, 11b, 11c), chacun étant conçu pour ouvrir ou fermer progressivement un premier passage (7a, 7b, 7c) de précharge suivant la position du premier piston (8) dans le premier logement (9), chaque passage (7a, 7b, 7c) de précharge comprenant des moyens de blocage (14) conçus pour bloquer le passage du fluide dans le premier sens (F) de circulation, lorsque la pression en amont du premier passage (7a, 7b, 7c) de précharge est inférieure à une pression seuil prédéterminée propre à chaque passage (7a, 7b, 7c) de précharge. Amortisseur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque premier piston (8) d’ajustement est muni de premiers moyens (18) de rappel conformés pour déplacer le premier piston (8) d’ajustement vers la première position de repos, lorsque la première chambre (5) n’est plus soumise à une pression de fluide engendrée par le déplacement du piston principal (3). Amortisseur (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque premier piston (8) d’ajustement est conformé pour coulisser dans son premier logement (9) suivant un axe de coulissement (A), chaque premier canal (11a, 11b, 11c) présentant un contour (12a, 12b, 12c) allongé suivant l’axe de coulissement (A) de sorte à faire varier la section transversale du passage (7a, 7b, 7c) de précharge correspondant en fonction du déplacement du premier piston (8) d’ajustement et lorsque le premier canal (11a, 11b, 11c) autorise une circulation dans le premier passage (7a, 7b, 7c) de précharge correspondant. Amortisseur (1) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de blocage (14) de chaque passage (7a, 7b, 7c) de précharge comportent un clapet à ressort (15) calibré. Amortisseur (1) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un deuxième logement dans lequel coulisse au moins un deuxième piston d’ajustement depuis une deuxième position de repos et comprenant au moins un second conduit, coopérant avec un second passage de précharge conçu pour permettre une circulation de fluide unidirectionnelle dans un deuxième sens opposé au premier sens (F). Amortisseur (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les premiers (8) et/ou deuxièmes pistons d’ajustement comportent également au moins un conduit de fuite coopérant chacun avec un passage de fuite qui permet le transfert de fluide entre les première (5) et deuxième (6) chambres avec un débit maximum dépendant de la position du premier (8) et/ou deuxième piston d’ajustement respectivement. Amortisseur (1) selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la tige (4) comporte une cavité (16) en communication fluidique d’une part avec la deuxième chambre (6) et, d’autre part, avec chaque premier logement (9) et/ou chaque deuxième logement. Amortisseur (1) selon l’une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que chaque premier (8) et/ou deuxième piston d’ajustement est formé d’au moins deux étages (17a, 17b), chaque étage (17a, 17b) étant conçu pour s’éloigner de la première respectivement deuxième position de repos sous l’effet d’une pression, exercée sur le premier (8) respectivement deuxième piston d’ajustement, supérieure à une pression seuil prédéterminée propre à chaque étage (17a, 17b). Amortisseur (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque étage (17a, 17b) est espacé d’un autre étage (17a, 17b) par un ressort de rappel (19a, 19b) taré conçu pour nécessiter un effort supérieur à un effort seuil prédéterminé, propre à chaque ressort (19a, 19b) de rappel, pour se comprimer. Véhicule automobile comportant au moins un amortisseur (1) selon l’une des revendications 1 à 9.