Brevet FR2276516A1 — publié le 19760123

La présente invention se rapporte à un appareil hydrocinétique de transmission, tel qu'un coupleur hydraulique, comportant une enveloppe tournante motrice qui forme une enceinte de travail contenant du liquide et ayant une roue d'impulseur et une roue de turbine munies de pales, ladite roue d'impulseur étant solidaire en rotation de ladite enveloppe tandis que ladite roue de turbine est montée libre en rotation par rapport à ladite enveloppe et est adaptée à être entrainée hydrauliquement par ladite roue d'impulseur. Lorsque de tels appareils hydrocinétiques de transmission équipent des véhicules automobiles, il convient qu'au ralenti du moteur le couple de trainée dû à la présence du liquide dans l'enceinte de travail soit aussi faible que possible pour réduire non seulement la tendance à l'avancement du véhicule à l'arrêt, moteur tournant, mais aussi la consommation de carburant. On peut, sans doute, réduire ce couple de trainée en réduisant le degré de remplissage par le liquide de l'enceinte de travail mais, par là même, on augmente la valeur de la vitesse d'accrochage correspondant au démarrage ce qui occasionne une perte de puissance. Afin de concilier la condition d'un couple de trainée aussi réduit que possible au ralenti et la condition d'une valeur optimale, relativement basse, de la vitesse d'accrochage, pour le démarrage, on a déjà proposé d'associer à l'enceinte de travail une chambre de réserve qui communique avec elle et qui retient du liquide au ralenti en le prélevant dans l'enceinte de travail puis le restitue à cette enceinte lorsque le régime est suffisamment accéléré au-dessus du ralenti. En général, dans les appareils hydrocinétiques auxquels est associée une telle chambre de réserve, cette chambre est prévue avec un volume constant et la circulation de liquide entre l'en- ceinte de travail et la chambre de réserve, ou vice-versa, s'effectue d'une manière naturelle dans le sens désiré sous l'effet de la force centrifuge. La Demanderesse a constaté que dans de telles installations connues, le retour du liquide de la chambre de réserve à l'enceinte de travail lors de la montée du régime s'effectue plutôt lentement, circonstance qui a été considérée jusqu'ici comme un avantage au point de vue de la progressivité du démarrage. la Demanderesse a maintenant établi qu'en réalité il y a in térêt qu'au moment de la montée en régime à partir du ralenti, le liquide retourne rapidement et même très rapidement, de la chambre de réserve à l'enceinte de travail et ceci pour diminuer la valeur de la vitesse d'accrochage qui correspond au démarrage et qu'en pratique il n'en résulte pas un manque de progressivité préjudiciable au confort. La présente invention a pour objet un appareil hydrocinétique de transmission tel que coupleur iu type considéré et comportant une chambre de réserve associée à l'enceinte de travail, appareil dans lequel un retour forcé du liquide, de préférence instantané, est prévu de la chambre de réserve à l'enceinte de travail en vue du démarrage Suivant l'invention, la chambre de travail est prévue à volume variable entre une limite supérieure où cette chambre accueille, à un régime moteur de ralenti, du liquide en provenance de l'en- ceinte de travail et une limite inférieure de valeur nulle outrès faible, où la chambre de réserve restitue le liquide à l'enceinte de travail, pour le démarrage, tandis que des moyens de commande sont prévus pour faire passer positivement à force la chambre de réserve de sa condition de limite supérieure de volume à celle de limite inférieure de volume. De préférence, la chambre de réserve de volume variable est définie au moins en partie par une paroi mobile exposée à volonté, soit à la pression atmosphérique, soit à une pression plus élevée, de valeur appropriée, par l'intermédiaire d'une vanne à commande soit manuelle soit en tout ou partie automatique , par exemple asservie à un frein de stationnement, à une pédale d'accélérateur ou à un organe pilote tournant à une vitesse égale ou proportionnelle à celle du moteur. Grâce à cette disposition, la chambre de réserve à volume variable agit à l'égard de l'enceinte de travail à la manière d'une seringue qui injecte à force, de préférence globalement et instantanément, du liquide au moment choisi, soit à volonté par l'usager dans le cas d'une commande, soit découlant des circonstances de fonctionnement du véhicule, telles que relâchement du frein de stationnement, enfoncement de la pédale de l'accélérateur, montée en régime etc... Avec une installation ainsi munie d'une telle chambre de réserve, on a constaté une réduction considérable du couple de trainée au ralenti, et en même temps des conditions de démarrage excellentes sans aucun retard, c'est-à-dire n'entraînant aucune consommation inutile de carburant ni aucune perte de puissance, sans qu'il en résulte en pratique une diminution du confort au démarrage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la chambre de réserve de volume variable est directement liée à l'enceinte de travail par un conduit court de large section, c'est-à-dire n'occasionnant qu'une perte de charge négligeable et débouchant directement dans une région centrale de l'appareil hydrocinétique. En fonctionnement, lorsque la vanne de commande est mise à l'atmosphère ce qui correspond au ralenti, le liquide de 1 'encein- te de travail soumis à une pression plus élevée que la pression atmosphérique est reflué par phénomène naturel de pression différentielle dans la chambre de réserve, ce qui désemplit l'enceinte de travail de la quantité désirée. Ceci est propice à un fonctionnement sans trainée au ralenti. La pression dans l'enceinte de travail, plus élevée que la pression atmosphérique est due, soit à l'échauffement occasionné par le travail du fluide, soit à une pressurisation effective de cette enceinte par air comprimé par exemple.Lorsque la vanne met en communication la chambre de réserve avec la source de pression, laquelle développe une pression qui est choisie supérieure à celle qui règne dans l'enceinte de travail, le liquide de la chambre de réserve est injecté à force globalement et instantanément dans l'enceinte de travail, ce qui rétablit dans celle-ci une quantité supérieure de liquide. Ceci est propice à un démarrage sans retard. Suivant une autre caractéristique, la chambre de réserve est branchée sur un circuit dont une extrémité amont communique avec l'enceinte de travail dans une zone périphérique, de préférence au moyen d'une écope, et dont une extrémité aval communique avec 1' enceinte de travail dans une région centrale de celle-ci. Grâce à cette disposition, la chambre de réserve est admise à etre remplie au ralenti dans de bonnes conditions à partir de l'écope et cette chambre de réserve est également admise à etre vidée dans des conditions instantanées, lorsque le régime est accéléré au-dessus du ralenti, par la portion de circuit qui débouche directement dans la région centrale de l'enceinte de travail. De préférence, ce circuit est muni d'une pompe qui améliore les conditions de circulation depuis l'extrémité amont jusqu'à 1' extrémité aval. Suivant une autre caractéristique, ce circuit est muni d'un échangeur qui permet le refroidissement de l'enceinte de travail. Dans une forme d'exécution, la chambre de réserve est placée en dérivation sur le circuit tandis qu'en variante, elle est placée en série sur ce circuit. Des formes d'exécution de l'invention sont ci-après décrites, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un appareil hydrocin = tique de transmission suivant l'invention avec la chambre de réserve et sa commande, dans une condition de ralenti où cette chambre de réserve présente son volume maximum la figure 2 est une vue partielle montrant la chambre de réserve en position où le régime est accéléré au-dessus du ralenti et où elle présente son volume minimum la figure 3 est une vue analogue à la figure 1 mais concerne une variante. On se réfèrera d'abord aux figures 1 et 2 qui concernent, à titre non limitatif, une application de l'invention à un coupleur hydraulique destiné à équiper un véhicule automobile notamment un véhicule poids lourd. Ce coupleur comporte une enveloppe tournante motrice 10 adaptée à être entraînée par le moteur du véhicule. L'enveloppe 10 forme une enceinte de travail 11 contenant un liquide tel que de l'huile et ayant une roue d'impulseur 12 munie de pales 13 et une roue de turbine 14 munie de pales 15. La pression dans l'enceinte de travail est, en fonctionnement, supérieure à la pression atmosphérique. La pression dans l'enceinte de travail, plus élevée que la pression atmosphérique est due, soit à l'échauffement occasionné par le travail du fluide, soit à une pressurisation effective de cette enceinte par air comprimé par exemple. La roue d'impulseur 12 est fixée à l'enveloppe 10 pour enêtre solidaire en rotation et tourner à l'unisson avec l'arbre moteur du véhicule. La roue de turbine 14 est montée libre en rotation par rapport à l'enveloppe 10 et est solidaire d'un arbre mené 16 qui constitue un arbre d'entrée d'une boîte de vitesse du véhicule. Uné chambre de réserve 17 est associée à l'enceinte de travail 11 et communique avec elle. Cette chambre de réserve 17 est, dans l'exemple représenté, prévue montée sur un carter fixe mais elle pourrait également être prévue montée sur l'enveloppe tournante 10 à l'extérieur de celle-ci. La chambre de réserve 17 présente la particularité d'avoir un volume variable entre une limite supérieure (f ig.l) et une limite inférieure, faible ou nulle (fig.2). La chambre 17 est définie dans un cylindre 18 d'un côté d'une paroi mobile 19, par exemple piston ou membrane qui dans l'exemple représenté consiste en un piston plongeur. De l'autre côté de la paroi mobile 19 est ménagée dans le cylindre 18 une chambre de commande 20 qui, dans l'exemple représenté, est une chambre de commande pneumatique. La chambre 17 est prévue à la figure 1 montée en dérivation, par un conduit 21, sur un circuit 22. Le circuit 22 a une extrémité amont qui est située dans l'enceinte de travail 11 au voisinage de la périphérie de celle-ci sous forme d'une écope 23. L'extrémité aval du circuit 22 communique également avec l'enceinte de travail 11 mais dans une région centrale de celle-ci en 24. Le circuit 22 comporte une pompe 25 permettant d'activer la circulation et également un échangeur de chaleur 26 dont le rôle est d'assurer le refroidissement du liquide de l'enceinte de travail 11. La chambre de commande pneumatique 20 est reliée par un conduit 27 à une vanne trois voies 28 présentant deux autres conduits dont l'un 29 communique avec l'atmosphère, tandis que l'autre 30 est relié à une source de pression 31 dont la pression est supérieure à celle qui règne dans l'enceinte de travail 11. La vanne 28 est actionnée par une commande 32 qui peut être soit manuelle, à la disposition du conducteur, soit automatique en étant par exemple asservie au frein de stationnement, ou encore à la pédale d'accélérateur ou bien encore à un organe pilote tournant à une vitesse égale ou proportionnelle à celle du moteur. En fonctionnement, le circuit 22 est parcouru par du liquide qui est prélevé périphériquement par l'écope 23 dans l'enceinte de travail 11, dont la circulation est activée par la pompe 25 et qui est soumis à un refroidissement par l'échangeur 26 avant d'être restitué à l'enceinte de travail 11 dans une région centrale de celle-ci en 24. Au ralenti, la vanne 28 occupe la position représentée à la figure 1 où elle fait communiquer les conduits 27 et 29 et isole le conduit 30. La pression dans l'enceinte de travail 11, qui est supérieure à la pression atmosphérique,provoque un refoulement du liquide de cette enceinte de travail 11 dans la chambre de réserve 17 qui présente alors son volume maximum (fig.l) en accueillant une quantité correspondante du liquide de l'enceinte de travail 11. De cette façon, la quantité de liquide qui reste dans cette enceinte 11 est réduite ce qui permet de réduire la trainée au ralenti. Lorsque la vanne 28 est déplacée de la position de la figure 1 à celle de la figure 2, le conduit 29 est isolé et le conduit 30 communique avec le conduit 27, ce qui se produit, soit par intervention volontaire de l'usager, soit d'une manière automatique lorsque le frein de stationnement est desserré ou lorsque la pédale d'accélérateur est enfoncée ou encore lorsque le régime du moteur a été suffisamment accéléré au-dessus du ralenti, toutes circonstances qui correspondent à une condition de démarrage. La pression issue de la source 31 est développée dans la cham bre de commande 20 et repousse à force instantanément, à la manière d'une seringue, le piston 19 vers le bas du cylindre 18, ce qui chasse le liquide de la chambre de réserve 17 vers l'enceinte de travail il et ceci par le chemin le plus court, qui est de large section, par le conduit 21 et l'extrémité aval 24 c'est-à-dire sans perte de charge notable et par conséquent d'une manière qua si-instantanée. On obtient ainsi un démarrage sans retard évitant toute consommation inutile de carburant et toute perte de puissance. I1 a été constaté que cette injection positive forcée de liquide de la chambre de réserve 17 dans l'enceinte de travail 11 n'a toutefois aucun effet fâcheux pour le confort. On se réfèrera maintenant à la figure 3 où la disposition est analogue à celle qui a été décrite en référence aux figures 1 et 2 et où les éléments analogues ont les mêmes chiffres de référence mais suivis de l'indice prime. Dans le cas de la figure 3, la chambre de réserve 17' est montée non pas en dérivation mais en série sur le circuit 22', le conduit 21 étant remplacé par un conduit 21'a du côté amont et par un conduit 21'b du côté aval. On voit en 33 un clapet anti-retour prévu sur le circuit 22' entre la pompe 25' et l'échangeur 26' lequel est disposé en tout ou partie au-dessus de l'axe de l'appareil, et ce clapet 33 a pour but d'éviter une vidange de cet échangeur à l'arrêt. Le fonctionnement de l'installation représentée à la figure 3 est analogue à celui qui a été décrit -en référence aux figures 1 et 2. REVENDICATIONS 1) Appareil hydrocinétique de transmission tel qu'un coupleur hydraulique, comportant une enveloppe tournante motrice qui forme une enceinte de travail contenant du liquide et ayant une roue d' impulseur et une roue de turbine munie de pales, ladite roue d'impulseur étant solidaire en rotation de ladite enveloppe tandis que ladite roue de turbine est montée libre en rotation par rapport à ladite enveloppe et est adaptée à être entrainée hydrauliquement par ladite roue d'impulseur, une chambre de réserve communiquant avec ladite enceinte de travail, appareil caractérisé en ce que ladite chambre de travail est prévue à volume variable entre une limite supérieure où cette chambre accueille, à un régime moteur de ralenti, du liquide provenant de l'enceinte de travail et une limite inférieure où ladite chambre de réserve restitue le liquide à l'enceinte de travail pour le démarrage, tandis que des moyens de commande sont prévus pour faire passer positivement à D rce la chambre de réserve de sa condition de limite supérieure de volume à celle de limite inférieure de volume. 2) Appareil hydrocinétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de réserve de volume variable est définie par une paroi mobile exposée soit à la pression atmosphérique, soit à une pression supérieure à celle de l'enceinte de travail. 3) Appareil hydrocinétique suivant la revndication 2, caractérisé en ce que cette paroi mobile coopère avec une vanne de commande. 4) Appareil hydrocinétique suivant revendication 3, caractérisé en ce que ladite vanne est à commande manuelle. 5) Appareil hydrocinétique suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite vanne est à commande automatique et est asservie à un organe tel que frein de stationnement, pédale d'accélérateur, organe pilote tournant à une vitesse égale ou proportionnelle à celle du moteur. 6) Appareil hydrocinétique suivant une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre de réserve de volume variable est directement liée à l'enceinte de travail par un conduit court de large section. 7) Appareil hydrocinétique suivant une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre de réserve de volume variable est branchée sur un circuit dont une extrémité amont com- munique avec l'enceinte de travail dans une zone périphérique et dont une extrémité aval communique avec l'enceinte de travail dans une région centrale. 8) Appareil hydrocinétique suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'extrémité amont dudit circuit comporte une écope. 9) Appareil hydrocinétique suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit circuit comporte une pompe. 10) Appareil hydrocinétique suivant une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que ledit circuit comporte un échangeur de chaleur pour le refroidissement de l'enceinte de travail. 11) Appareil hydrocinétique suivant une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la chambre de réserve de volume variable est placée en dérivation sur ledit circuit, 12) Appareil hydrocinétique suivant une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la chambre de réserve de volume variable est placée en série sur ledit circuit. 13) Appareil hydrocinétique suivant une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens de pressurisation sont associés à l'enceinte de travail pour mettre celle-ci sous pression,