Brevet FR2270114A1 — publié le 19751205

La présente invention a pour objet une transmission de puissance pour véhicule automobile, destinée à permettre une économie appréciable de carburant. A cet effet cette transmission est conçue de façon à assurer la récupération des énergies de freinage et à permettre le fonctionnement du moteur thermique d'entraînement à son point de rendement maximal et ce, pendant la majeure partie du temps d'emploi de celui ci, Dans ce but,cette transmission comporte un volant rotatif d'i- nertie entraîné par le moteur par 1 t intermédiaire d'un embrayage centrifuge entrant en action pour une vitesse déterminée de l'arbre de sortie du moteur et d'une roue libre permettant la libre rotation du volant en cas de décélération du véhicule.Mais en combinaison avec ce volant,la présente transmission comprend également une pompe hydraulique à débit variable accouplée avec l'arbre de celui-ci,ainsi quiun moteur hydraulique actionné par la pression due à cette pompe, et dont l'arbre est accouplé avec le différentiel d'entraînement des roues motrices du véhicule,une commande de débit et ("inversion étant prévue sur la pompe. Grâce à sa conception, la présente transmission permet d'assurer l'entraînement d'un véhicule à partir d'un moteur thermique de faible puissance puisque le volant prévu dans celle-ci assure une récupération d'énergie durant les périodes de décélération. Cependant cette transmission est néanmoins très simple et d'un fonctionnement parfaitement efficace,contrairement à certains dispositifs mécaniques de récupération d'énergie déjà proposés dans le aême but. Du reste, d'autres particularités et avantages de la présente transmission apparaitront au cours de la description suivante d'un exemple de réalisation de celie-ci.Gette description est donnée en référence au dessin annexé à simple titre indicatif, et sur lequel: La figure 1 est un schéma de l'ensemble de cette transmission; La figure 2 est une vue schématique d'une variante de réalisation du dispositif de commande de celle-ci. La présente transmission est destinée à assurer l'entraînement des roues motrices d'un véhicule à partir d'un moteur thermique de faible puissance,lequel est désigné par la référence générale I sur la figure 1. L'arbre 2 de ce moteur est accouplé avec un régulateur de vitesse 3, par exemple un régulateur de type centrifuge.Celui-ci est destiné à réguler la vitesse de l'arbre de ce moteur à une valeur correspondant au rendement maximal le plus économique de celui-ci. Ainsi ce régulateur peut être conçu pour réguler la vitesse à 5000 t/mn.par exemple, mais cette valeur peut 8tre ajustée entre 2.000 et 6.000 t/mn. par le conducteur selon que celui-ci désire pratiquer une conduite plus ou moins économique. L'arbre de sortie de ce moteur est par ailleurs accouplé,par l'intermédiaire d'un embrayage centrifuge 4, avec l'arbre 5 d'un volant 6 destiné à assurer une récupération d'énergie durant les périodes de décélération.L'embrayage centrifuge 4 est réglé de façon à assurer lgentrainement de l'arbre 5 de ce volant à partir dune certaine vitesse de l'arbre 2 du moteur. Cependant l'arbre 7 de l'embrayage centrifuge 4 n'est pas accouplé directement avec l'arbre du volant 6.En effet cet accouplement est réalisé par 11 intermédiaire d'un dispositif 8 de roue libre combiné avec un second embrayage centrifuge 9. L'agencement ainsi prévu est tel que, pendant les périodes'de décélération, le volant 6 peut tourner librement par rapport à l'arbre 2 du moteur, ce qui permet alors une récupération d'énergie. Cependant l'embrayage centrifuge 9 est destiné à assurer à nouveau l'accouplement de l'arbre 5 du volant avec l'arbre 7,et par suite avec l'arbre de sortie du moteur,dans le cas où la vitesse de ce volant a tendance à prendre une valeur trop élevée, par exemple une valeur supérieure à 7500 t/mno Dans un tel cas la roue libre 8 se trouve à nouveau bloquée,de sorte que le moteur thermique 1 peut assurer une action de freinage. Le volant 6 est de préférence monté dans un carter de protection 10 renfermant éventuellement un gaz rare pour diminuer les pertes par frottement du volant dans le gaz.L'arbre de ce volant est accouplé avec l'axe d'entraînement d'une pompe hydraulique 11 à débit variable commandé.Celle-ci peut consister en une pompe à barillet, ou toute autre pompe hydraulique de type approprié dont il est possible de faire varier l'importance du débit. le réglage de ce débit et l'inversion du sens de circulation sont commandés par un le vier extérieur 12 accouplé à un dispositif de commande qui sera décrit par la suite. Les conduites de sortie 13 3 de cette pompe sont raccordées à un moteur hydraulique 14 dont l'arbre de sortie 15 est destiné à être accouplé avec le différentiel assurant l'entraînement des roues motrices du véhicule correspondant. Un autre mode d'agencement, non représenté, consiste à entraîner chaque roue motrice par un moteur hydraulique.Les deux moteurs hydrauliques prévus sont alors alimentés en parallèle et il nty a plus de différentiel mécanique. Le dispositif de commande du levier 12 de la pompe 11 comporte deux pédales de manoeuvre 16 et 17 destinées à être actionnées par le conducteur du véhicule, et qui correspondent respectivement à la marche avant et à la marche arrière de celui-ci.Ces deux pédales s' articulent aux extrémités d'un palonnier 18, en un point intermédiaire duquel est attelée une bielle de manoeuvre 19 de façon à cnns- tituer ainsi un système différentiel de commande. Cependant I'extrémité opposée de cette bielle starticule sur 1' une des extrémités d'un second palonnier 20 faisant partie d'un second système différentiel, qui est accouplé par ailleurs avec la tige 21 d'un vérin à ressort 22 ayant pour fonction de diminuer ltac célération ou la-décélération du véhicule si la pression hydraulique dépasse les valeurs minimales prévues dans le circuit de commande. A cet effet ce vérin est raccordé aux deux conduites 13 déjà mentionnées. Le palonnier 20 est raccordé au levier de manoeuvre 12 de la pompe hydraulique par l'intermédiaire d'une bielle 23 s'articulant en un point intermédiaire de la longueur de ce palonnier. il convient de noter que le déplacement de la tige du vérin 22 est sensiblement proportionnel à la pression du fluide.Dans ces conditions ce vérin provoque une diminution de la cylindrée de la pompe Il au fur et à mesure que le-couple augmente sur les roues du véhicule correspondant.Ceci constitue une semi-régulation de puissance. Comme représenté sur la figure 2,le dispositif de commande de la fig.1 peut autre remplacé par un autre dispositif comportant une pé dale unique 24 de manoeuvre, susceptible d'actionner un levier 25 monté articulé en 26 sur l'extrémité correspondante du palonnier 20 déjà mentionné.Un levier pivotant 27 relié par une bielle au levier 25 permet de pàsser de la marche avant à la marche arrière.Il suffit alors d'enfoncer plus ou moins la pédale 24 pour régler le débit de sortie de la pompe 11. Ainsi qutil a déjà été indiqué, la présente transmission permet une économie importante de carburant pour les deux raisons suivantes: a)- récupération des énergies de freinage par l'intermédiaire du volant 6, b)- fonctionnement du moteur thermique 1 à son point de rendement maximal pendant la majeure partie du temps d'emploi. Ceci permet d'entraîner une voiture de poids déterminé avec un moteur thermique de puissance nettement plus faible que celle des moteurs actuellement utilisés dans le même cas.Ainsi si l'on consi dère l'exemple d'une voiture ayant une masse à vide de 600 Kg.et une masse en charge de 1000 Kg. la puissance du moteur actuellement prévu peut être de l'ordre de 30 CE(22 kW) permettant d'obtenir une vitesse minimale de 110 Em/h pour une consommation moyenne de 8 litres pour 100 kilomètres. Or si cette même voiture est équipée d'une transmission selon l'invention, il est possible de prévoir un moteur ayant une puissance minimum de 10 CH (7,3 kW) soit le 1/3 de celle du moteur habituellement prévu et ce, pour une vitesse de 5.000 t/mn (525 Re). Le couple est alors de 7300 = 14 mN. Or ce moteur e5si5réglé pour avoir, à ce couple, son rendement le meilleur et pour une vitesse susceptible de varier de 2.500 à 6.000 t/mn. Dans un tel cas,le volant 6 peut être calculé pour permettre 1' accélération de la voiture dans les conditions habituelles jusqu'à 50 kms/h.Par calculs, on peut ainsi déterminer les caractéristiques du volant à adopter, en l'occurrence dans l'exemplé choisi, un volant de 34 kg comportant un diamètre extérieur de 380 m/m et une largeur de 80 m/m. Par calculs, il est également possible de déterminer la cylindrée optimum de la pompe et du-moteur hydraulique à adopter dans la présente installation.Ainsi dans le cas présent, cette cylindrée doit être de l'ordre de 25 cm3. Enfin les calculs permettent de déterminer l'économie de carburant, qui est de l'ordre de 25110, la consommation habituelle de 8 1/100 kms passant à 5 l/100 kms. Bien entendu les indications données ci-dessus ne sont fournies qu a simple titre d'exemple, les caractéristiques des différentes parties de la présente transmission pouvant varier suivant les cas et applications. A ce sujet, il convient de noter que cette transmission est applicable aussi bien aux véhicules à moteur Diesel qu'à ceux comportant un moteur à essence. Il faut également observer que la conduite du véhicule se trouve par ailleurs grandement facilitée par la présence de la transmission selon l'invention. REVENDICATIONS 1.- Transmission hydrostatique de puissance pour véhicule automo bile comportant un moteur thermique,caractérisée en ce qu'elle comprend en combinaison a/- un volant rotatif d'inertie entraîné par le moteur par 1' intermédiaire d'un embrayage centrifuge entrant en action pour une vitesse déterminée de l'arbre de sortie du moteur et d'une roue libre permettant la libre rotation du volant en cas de décélération du véhicule, b/- une pompe hydraulique à débit variable accouplée avec l'ar bre de ce volant, et comportant une commande de réglage de débit et d'inversion du sens d'écoulement, c/- un moteur hydraulique actionné par la pression due à cette pompe, et dont l'arbre est accouplé avec le différentiel d' entraînement des roues motrices du véhicule. 2.- Transmission selon 1, dans laquelle le moteur comporte une com mande de vitesse par régulateur centrifuge ou autre. 3.- Transmission selon t ou 2 dans laquelle la roue libre,prévue entre l'arbre du volant et l'embrayage centrifuge avec le mo teur thermique, est apte à assurer à nouveau l'accouplement de ces organes en cas de dépassement d'une certaine vitesse limite de rotation de l'arbre du volant. 4.- Transmission selon 1, 2 ou 3, dans laquelle la commande din- version du sens de rotation du moteur hydraulique est assurée par un dispositif diffé-rentiel à deux pédales de manoeuvre,res pectivement pour la marche avant et la marche arrière. 5.- Transmission selon l, 2 ou 3,dans laquelle la commande d'inver sion du sens de rotation du moteur hydraulique est assurée par un dispositif différentiel à pédale unique de manoeuvre. 6.- Transmission selon l'une des revendications précédentes,compor tant un système différentiel actionné par un vérin à ressort et apte à diminuer l'accélération et la décélération en cas d'ex cès de pression.