TITRE : AMORTISSEUR HYDRAULIQUE DE SUSPENSION DE

VÉHICULE AUTOMOBILE

La présente invention revendique la priorité de la demande française 2107126 déposée le 1er juillet 2021 , dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.

La présente invention porte sur un amortisseur hydraulique de suspension de véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'un tel amortisseur.

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.

Les amortisseurs hydrauliques comprennent souvent 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 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.

A cet effet, des amortisseurs connus comportent un système à inertie comprenant une colonne de fluide reliant les deux chambres disposées de chaque côté du piston.

Le document FR3079275 décrit 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 reliées par une colonne de fluide à inertie. La colonne de fluide à inertie est formée à l'intérieur de la tige axiale. Ceci évite de prendre un volume à l'extérieur du corps de l'amortisseur pour réaliser la colonne et limite donc le poids de l'ensemble.

Le document US20090026030 décrit un piston d'amortisseur ayant une pluralité de passages de fluide s'étendant entre une première face et une seconde face du piston. Il est prévu deux soupapes de détente et deux soupapes de compression pouvant être connectées aux passages de fluide. Chacune des soupapes est actionnée suivant la pression du fluide hydraulique.

Cependant, ces solutions de l’art antérieur n’apportent pas un confort optimum pour les passagers du véhicule. En effet, la pressurisation relativement importante dans l’amortisseur (15-30 bar) pour un véhicule de tourisme, limite la capacité à réaliser un confort et un contrôle de la caisse optimum pour une large gamme de véhicule et à un coût raisonnable.

L'invention vise à remédier efficacement à ces inconvénients en proposant un amortisseur hydraulique de suspension de véhicule automobile comprenant un corps contenant un piston principal relié à une tige, ledit piston principal étant destiné à coulisser à l’intérieur du corps, le corps étant destiné à contenir un fluide amortisseur, ledit piston principal divisant le corps en une première chambre et une deuxième chambre,

- ledit piston principal comprenant un premier passage de fuite et un deuxième passage de fuite mettant en communication fluidique la première chambre et la deuxième chambre,

- un piston de compression disposé à l’intérieur d’un premier logement du piston principal étant muni d’une première gorge de passage de fluide disposée en regard du premier passage de fuite dans une position de repos, ledit piston de compression étant apte à coulisser vers la tige du piston principal sous l’effet d’une pression de fluide lors d’une phase de compression de façon à décaler la première gorge de passage de fluide par rapport au premier passage de fuite pour fermer progressivement le premier passage de fuite, et

- un piston de détente disposé à l’intérieur d’un deuxième logement du piston principal étant muni d’une deuxième gorge de passage de fluide disposée en regard du deuxième passage de fuite lorsque le piston de détente se trouve dans une position de repos, ledit piston de détente étant apte à coulisser vers la tige du piston principal sous l’effet d’une pression de fluide lors d’une phase de détente de façon à décaler la deuxième gorge de passage de fluide par rapport au deuxième passage de fuite pour fermer progressivement le deuxième passage de fuite.

L'invention permet ainsi, en faisant varier la fuite de fluide de l'amortisseur lors d'une phase de compression ou de détente, de fournir un amortissement variable améliorant le confort et le contrôle des déplacements de la caisse. La fuite de fluide est maximisée sur les très basses fréquences pour optimiser le comportement de l'amortisseur sur de faibles débattements, et réduite progressivement pour améliorer la tenue de caisse et le comportement en roulis ou sur des débattements plus importants. L'invention présente l'avantage de pouvoir s’adapter à une large gamme de véhicule et de présenter un coût limité.

Selon une réalisation de l'invention, le piston de compression est monté sur un ressort de rappel apte à déplacer le piston de compression vers la position de repos lorsque le piston de compression n’est plus soumis à une pression de fluide engendrée par une phase de compression.

Selon une réalisation de l'invention, le piston de détente est monté sur un ressort de rappel apte à déplacer le piston de détente vers la position de repos lorsque le piston de détente n’est plus soumis à une pression de fluide engendrée par une phase de détente.

Selon une réalisation de l'invention, la tige comporte une cavité en communication fluidique avec la première chambre.

Selon une réalisation de l'invention, la cavité de la tige est en communication fluidique avec un volume du premier logement du piston de compression et avec un volume du deuxième logement du piston de détente.

Selon une réalisation de l'invention, un joint d’étanchéité est disposé entre une périphérie externe du piston de compression et une face interne du premier logement contenant ledit piston de compression. Selon une réalisation de l'invention, un joint d’étanchéité est disposé entre une périphérie externe du piston de détente et une face interne du deuxième logement contenant ledit piston de détente.

Selon une réalisation de l'invention, un clapet anti-retour est disposé à une extrémité du premier passage de fuite associé au piston de compression, ledit clapet anti retour autorisant uniquement un passage de fluide de la première chambre vers la deuxième chambre lors d'une phase de compression et empêchant un retour de fluide de la deuxième chambre vers la première chambre lors d'une phase de détente.

Selon une réalisation de l'invention, un clapet anti-retour est disposé à une extrémité du deuxième passage de fuite associé au piston de détente, ledit clapet anti-retour autorisant uniquement un passage de fluide de la deuxième chambre vers la première chambre et empêchant un retour de fluide de la première chambre vers la deuxième chambre lors d'une phase de compression.

L'invention a également pour objet un véhicule automobile comportant un amortisseur hydraulique tel que précédemment défini.

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention.

[Fig. 1 ] La figure 1 est une vue en coupe d'un amortisseur hydraulique pour véhicule automobile selon la présente invention;

[Fig. 2] La figure 2 est une vue en coupe illustrant les fuites de fluide dans une phase de compression et dans une phase de détente de l'amortisseur hydraulique selon la présente invention;

[Fig. 3a] La figure 3a est une vue en coupe partielle de l'amortisseur hydraulique selon l'invention illustrant un passage de fuite maximal du côté d'un piston de compression lorsque ce dernier est en position de repos; [Fig. 3b] La figure 3b est une vue en coupe partielle illustrant un passage de fuite minimal du côté d'un piston de compression lorsque ce dernier a été déplacé radialement vers l'intérieur sous l'effet de la pression lors d'une phase de compression. Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d’une figure à l’autre.

La figure 1 montre un amortisseur hydraulique 10 de suspension de véhicule automobile en position de repos ou d’équilibre.

L’amortisseur hydraulique 10 comprend un corps 11, notamment de forme cylindrique, contenant un piston principal 12 destiné à coulisser à l'intérieur du corps 11. Le piston principal 12 est relié à une tige 13. Le corps 11 contient un fluide d'amortisseur 10, tel que de l’huile par exemple. Le piston principal 12 divise hermétiquement le corps 11 en une première chambre 15 et une deuxième chambre 16. Le corps 11 de l'amortisseur 10 pourra être fixé à la caisse du véhicule, tandis que la tige 13 pourra être fixée à un élément de la suspension. En variante, la configuration des fixations peut être inversée. L'amortisseur 10, qui est présenté sur les figures dans une position verticale, pourra toutefois prendre n'importe quelle inclinaison souhaitée à l'intérieur du véhicule automobile. Le piston principal 12 comprend un premier passage de fuite 19 et un deuxième passage de fuite 20 mettant en communication fluidique la première chambre 15 et la deuxième chambre 16.

La tige 13 comprend une cavité 21 en communication fluidique avec la première chambre 16 de l'amortisseur 10 via un canal 22 ménagé dans la tige 13. On obtient ainsi une pression statique équilibrée entre le fluide de la cavité 21 et le fluide de la première chambre 15.

Un piston de compression 23 est disposé à l’intérieur d’un premier logement 24 du piston principal 12. Un joint d’étanchéité 25 est disposé entre une périphérie externe du piston de compression 23 et une face interne du premier logement 24 contenant ledit piston de compression 23.

Le piston de compression 23 divise hermétiquement le premier logement 24 entre un premier volume 26.1 en communication fluidique avec la cavité 21 de la tige 13 et un deuxième volume 26.2 en communication fluidique avec la deuxième chambre 16. Un canal 27 permet de créer une fuite calibrée de fluide du premier volume 26.1 vers la cavité 21 lorsque le piston de compression 23 se déplace vers la tige 13 du piston principal 12.

Le piston de compression 23 est muni d’une gorge 28 de passage de fluide destinée à être disposée en regard du premier passage de fuite 19, lorsque le piston de compression 23 se trouve dans une position de repos. Le piston de compression 23 est apte à coulisser radialement vers la tige 13 du piston principal 12 sous l’effet d’une pression de fluide lors d’une phase de compression de façon à fermer progressivement le premier passage de fuite 19.

Le piston de compression 23 est monté sur un ressort de rappel 30 apte à déplacer le piston de compression 23 vers la position de repos lorsque le piston de compression 23 n’est plus soumis à une pression de fluide engendrée par une phase de compression.

Un piston de détente 31 est disposé à l’intérieur d’un deuxième logement 32 du piston principal 12. Un joint d’étanchéité 33 est disposé entre une périphérie externe du piston de détente 31 et une face interne du deuxième logement 32 contenant ledit piston de détente 31 .

Le piston de détente 31 divise hermétiquement le logement entre un premier volume 34.1 en communication fluidique avec la cavité 21 de la tige 13 et un deuxième volume 34.2 en communication fluidique avec la première chambre 16. Un canal 35 permet de créer une fuite calibrée de fluide du premier volume 34.1 vers la cavité 21 lorsque le piston de détente 31 se déplace vers la tige 13 du piston principal 12.

Le piston de détente 31 est muni d'une gorge 37 de passage de fluide destinée à être disposée en regard du deuxième passage de fuite 20 lorsque le piston de détente 31 se trouve dans une position de repos. Le piston de détente 31 est apte à coulisser radialement vers la tige 13 du piston principal 12 sous l’effet d’une pression de fluide lors d’une phase de détente de façon à fermer progressivement le deuxième passage de fuite 20.

Le piston de détente 31 est monté sur un ressort de rappel 38 apte à déplacer le piston de détente 31 vers la position de repos lorsque le piston de détente 31 n’est plus soumis à une pression de fluide engendrée par une phase de détente.

On décrit ci-après, en référence avec les figures 2, 3a, et 3b, le fonctionnement de l'amortisseur hydraulique 10. En position de repos, la gorge 28 du piston de compression 23 est disposée en regard du premier passage de fuite 19; tandis que la gorge 37 du piston de détente 31 est disposée en regard du deuxième passage de fuite 20. Les gorges 28, 37 permettent alors une communication fluidique maximale entre la première chambre 15 et la deuxième chambre 16 du corps 11. La figure 3a illustre ainsi une fuite F1 maximum pour le piston de compression 23 lorsque la gorge 28 de ce dernier se situe en regard du premier passage de fuite 19.

Dans une phase de compression correspondant à un déplacement du piston principal 21 suivant le sens C, le fluide hydraulique est comprimé dans la première chambre 15 et est en dépression dans la deuxième chambre 16 du corps 11 .

Sous l'effet de la pression P du fluide dans le volume 26.2 du logement 24, le piston de compression 23 se déplace radialement vers la tige 13 du piston principal 12 et rentre progressivement à l'intérieur du logement 24. La gorge 28 du piston de compression 23 se décale alors par rapport au premier passage de fuite 19, de sorte que la fuite de fluide F1 de la première chambre 15 vers la deuxième chambre 16 est progressivement réduite. La figure 3b montre ainsi une fuite F1 minimum lorsque le piston de compression 23 est en bout de course. Le ressort de rappel 30 du piston de compression 23 est alors comprimé.

Dans une phase de détente correspondant à un déplacement du piston principal 12 suivant le sens D, le fluide hydraulique est comprimé dans la deuxième chambre 16 et est en dépression dans la première chambre 15 du corps 11 . Sous l'effet de la pression du fluide dans le volume 34.2 du logement 32, le piston de détente 31 se déplace radialement vers la tige 13 et rentre progressivement à l'intérieur du logement 32. La gorge 37 du piston de détente 31 se décale alors par rapport au deuxième passage de fuite 20, de sorte que la fuite de fluide F2 de la deuxième chambre 16 vers la première chambre 15 est progressivement réduite. Le ressort de rappel 38 du piston de détente 31 est alors comprimé.

Par ailleurs, le ressort de rappel 30 du piston de compression 23 se décomprime, de telle façon que le piston de compression 23 revient en position de repos statique. Il est à noter qu'il n'existe pas de frein hydraulique pour le piston de compression 23 dans ce sens de fonctionnement.

Le ressort de rappel 38 du piston de détente 31 se décomprimera lors d'une phase de compression ultérieure.

Une telle réduction de la fuite de fluide F1 , F2 lors d'une phase de compression ou de la phase de détente permet de favoriser le maintien de la caisse du véhicule.

Avantageusement, un clapet anti-retour 39 est disposé à une extrémité du passage de fuite 19 associé au piston de compression 23. Ce clapet anti-retour 39 autorise uniquement un passage de fluide de la première chambre 15 vers la deuxième chambre 16 lors d'une phase de compression et empêche un retour de fluide de la deuxième chambre 16 vers la première chambre 15 lors d'une phase de détente.

En outre, un clapet anti-retour 40 est disposé à une extrémité du passage de fuite associé au piston de détente 31 . Ce clapet anti-retour 40 autorise uniquement un passage de fluide de la deuxième chambre 16 vers la première chambre 15 et empêche un retour de fluide de la première chambre 15 vers la deuxième chambre 16 lors d'une phase de compression.