Brevet FR2318051A1 — publié le 19770211

La présente invention est relative à une transmission pour les véhicules-automobiles, du type dans laquelle lebloc-moteur est actionné par l'intermédiaire d'un convertisseur de couple à fluides Ltinvention est plus particulibrement applicable aux petits véhicules d'un poids total léger, en particulier les petits véhicules de tourisme actuellement fabriqués en grande série. Les transmission actuelles du type mentionné ci-dessus sont en règle générale basées sur un moteur à piston à combustion interne développant un couple élevé, et qui présente un rendement spécifique élevé (cheval vapeurs litre), tous deux en partie haute de sa gamme de vitesses Ces caractéristiques, jointes au fait que le rapport maximal de eonversion du couple disponible avec un convertisseur decouple du type classique à fluide (par exemple du type hydrodynamique à trois éléments), dépassent rarement 2:1, nécessitant l'adjonction de trains d'engrenages de marche avant à rapport variable. La présente invention a pour but d'éliminer lesdits trains d'engrenages et, à cette fin, se fondent sur ltutili- sation d'un bloc-moteur qui développe un couple élevé en partie basse de sa gamme de vitesses, et qui présente un faible rendement spécifique en partie haute de ladite gamme de vitesses Un bloc-moteur approprié est constitué par un moteur à piston à combustion interne ayant un rapport eoursefalésage supérieur à 1 > à- à-savoir plus précisément un moteur à course longue comparativement aux moteurs à course courte couramment répandus à l'heure actuelle Un bloc-moteur possédant les caractéristiques requises pour la mise en oeuvre de l'invention sera désigné ci-après par les termes de "bloc- moteur délivrant un couple élevé à faible vitesse" Sous son aspect le plus large, la présente invention réside dans la fourniture d'une transmission de véhicule automobile comportant un bloc-moteur délivrant un couple élevé à faible vitesse qui entraîne, par l'intermédiaire d'un convertisseur de couple à fluide, l'arbre primaire d'un mécanisme d'engrenage à un seul rapport qui permet de choisir la marche avant, le point mort et la marche arrière; ainsi qu'un dispositif de freinage pouvant etre actionné indépendamment du mécanisme d'engrenage afin d'arrêter la rotation de l'arbre primaire produite par la résistance duconvertisseur, de maniere à permettre les engrènements nécessaires. Sous son aspect particulier, la présente invention réside dans la fourniture d'une transmission de véhicule automobile comportant un moteur à combustion interne conçu de manière à développer un couple élevé à l'extrémité inférieure de sa gamme de vitesses et un rendement spécifique Téduit à l'extrémité supérieure de ladite gamme de vitesses, un- convertisseur de couple hydrodynamique qui est actionné par le moteur, un mécanisme d'engrenage à un seul rapport du type à arbre intermédiaire qui est interposé entre le convertisseur de couple et un différentiel d'entrainement final, ledit mécanisme d'engrenage permettant de choisir la marche avant, le point mort et la marche arrière, ainsi qu'un dispositif de freinage pouvant être actionné indépendamment du mécanisme d'engrenage pour arrêter la rotation de l'arbre moteur du convertisseur, afin de permettre l'actionnement du mécanisme d'engrenage. Le dispositif de freinage comporte de façon appropriée un élément à friction qui est fixé sur l'arbre primaire du mécanisme d'engrenage en vue de pouvoir tourner par exemple avec ce dernier, et un frein à disque qui est claveté à l'arbre primaire en vue de pouvoir effectuer avec ce dernier un mouvement coulissant axial limité.Le mécanisme d'engrenage comporte de préférence un embrayage à crabot qui est claveté à l'arbre primaire entre deux pignons qui sont fixés de façon rotative sur ledit arbre, l'embrayage à crabot pouvant coulisser depuis sa position neutre dans l'un ou l'autre sens pour enclencher la marche avant ou la marche arriere via l'arbre intermédiaire avec le différentiel d'entraînement final, en accouplant le pignon correspondant des deux pignons précités avec l'arbre primaire L'embrayage à crabot affecte de préférence une forme en duplex avec un rayon réel important qui facilite son dégagement à l'encontre de la résistance exercée par le ralentissement du convertisseur Ladite résistance est produite par le frottement- aux interfaces effectives de ltembrayage à crabot, telle qu'augmentée par la force de ralentissement du conver tisseur qui est transmise par l'intermédiaire de l'arbre primaire. L'engrènement des pignons s'effectue lorsque le bloe moteur tourne au ralenti. Le dispositif de freinage peut être actionné soit manuellement, soit par une pédale de piedauxiliaire, avec un servo-mécanisme si besoin estt Toute fois 3 il est préférable d'utiliser un dispositif de freinage pouvant etre actionné avec la pédale de pied ordinaire du système de freinage des véhicules automobiles.En conséquence, et sous un autre aspect, la'présente invention réside dans la fourniture d'un véhicule automobile comportant un systeme de freinage hydraulique et qui est actionné par la transmission décrite dans son ensemble ci-dessus, le dispositif de freinage étant intégré au système de freinage de manière à pouvoir etre actionné en réponse à lsaction- nement dudit système de freinage. Le dispositif de frein peut être intégré dans le système de freinage de manière à pouvoir être actionné directement à l'unison de ce dernier. De la syrte, le dispositif de frein peut participer au freinage global dru véhicule dans toutes les conditions de manoeuvre. Dans le cas où le système de freinage comporte une valve -qui limite la pression vers les roues arrière à un maximum quiet inférieur au maximum pour les roues avant, le dispositif de frein est de préférence accouplé dans le système du côté basse pression1' de la valve Dans certains cas, il est souhaitable que le dispositif de frein ne fonctionne uniquement qu'au-dessous ou qu'au- dessus d'une pression de fluide prédéterminée se développant dans le système de freinage du véhicule. Par exemple, le dispositif de frein peut comporter une valve d'arrêt qui - fonctionne automatiquement pour isoler hydrauliquement ledit -dispositif de frein vis-à-vis du système de freinage du véhicule lorsque la pression de fluide engendrée dans le système de freinage dépasse une grandeur prédéterminée. Ceci contribue à protéger le dispositif de frein à l'encontre des pressions plus élevées que celles auxquelles il est destiné à fonctionner.Dans un autre exemple, le dispositif de frein peut comporter un moyen sensible à la pression qui limite le fonctionnement effectif dudit~dispositif de frein aux pres sions de fluide les plus élevées qui sont engendrées dans le système de freinage, de telle façon que le dispositif de frein ne participe uniquement au freinage d'ensemble du véhicule qu'en cas d'urgence, lorsqu'on applique une pression beaucoup plus forte sur la pédale de frein. La même pression est appliquée sur la pédale de frein lorsqu'on choisit la marche avant ou la marche arrière, lorsque le véhicule automobile est immobilisé. La présente invention sera maintenant décrite de façon plus détaillée en référence à la figure unique du dessin ciannexé, lequel représente en coupe un mode de réalisation préférentiel de transmission pour une automobile à roues avant motrices et à moteur monté dans le sens transversal. Le couple est transmis depuis le vilebrequin 1 d'un moteur à combustion interne délivrant un couple élevé à faible vitesse, par l'intermédiaire d'un convertisseur de couple hydrodynamique 2 et d'un train d'engrenages 3, à un arbre primaire 4 d'un mécanisme à engrenage à un seul rapport Un embrayage d crabot 5 à configuration en duplex est claveté sur l'arbre primaire 4, pouvant coulisser dans des sens opposés sous l'action d'un sélecteur manuel (non représenté) pour se solidariser alternativement avec les pignons 6- et 7 > chacun d'entre eux étant fixé de façon rotative sur ledit arbre primaire 4.. Un premier pignon récepteur 9 qui est associé à un différentiel d'entraînement final 8 est en prise constante avec un premier pignon ou pignon de marche avant 6.Le deuxieme pignon ou pignon de marche arrière 7 est en prise constante avec un deuxième pignon récepteur 11 qui est associé au différentiel 8. Le pignon fou est pour l'essentiel masqué sur le dessin par les pignons 7 et 10. Les deux pignons recepteurs 9 et Il forment conjointement une partie d'un arbre intermédiaire Un frein à disque 12 est claveté à-l'une des extrémites de l'arbre primaire 4, s'étendant radialement entre les patins de frottement d'un étrier de frein hydraulique 13. Le patin mobile dudit étrier de frein est supporté par un piston 14 qui est fixé à une tige de piston 15 s'étendant axialement à travers le logement du piston. Un élément élastiquement compressible 16 est interposé entre une plaque 17 fixée l'une des extrémitks de la tige de piston 15 et le corps du logement du piston.Un écrou 18 qui assujettit la plaque 17 à la tige de piston 15 peut être serré afin de pré-comprimer l'élément 16 et obtenir de la sorte la résistance requiseau déplacement du piston 14, à des fins qui seront explicitées ci-après La transmission décrite civdessus est habituellement associée dans un véhicule automobile au système de freinage hydraulique 20 normal du véhicule. Plus pécifiquement, le logement ou cylindre du piston 14 est relié en 19 au circuit hydraulique du système de freinage du véhicule, de telle façon que l'étrier de frein 13 agisse sur le frein à disque 12 aux pressions de freinage supérieur-es du système de freinage.Aux pressions de freinage normales, à savoir autres que celles engendrées lors d'un arrêt brusque ou d'urgence, l'élément 16 nTest pas suffisamment comprimé pour l'étrier de frein 13 pour pouvoir agir sur le frein à disque 12 Toutefois, aux pressions de freinage plus élevées, ltelement 16 se trouve davantage comprimé et une force de freinage suffisante est appliquée sur le frein à disque 12. En re- glant le serrage de l'écrou 18, on peut déterminer avec précision-la pression la plus élevée à laquelle ITétrier de frein 13 agit sur le frein à disque 12 La transmission de l'invention est illustrée ci-contre dans sa position au point mort, c'est-à-dire que Ilembrayage à crabot 5 est disposéde façon intermédiaire entre les pignons 6 et 7. Pour pouvoir obtenir la marche avant ou la marche arrière, le moteur doit tourner au ralenti et la pédale de frein doit être enfoncée avec une force suffisante pour actionner ltetrier de frein 13 et le frein à disque 12. Lorsque ces derniers sont ainsi actionnés, toute rotation de l'arbre primaire 4 par suite du ralentissement du convertisseur se trouve stoppée. Pour engager la marche avant, l'embrayage à crabot 5 est déplacé axialement en contact avec le pignon de marche avant~6, 6 > lequel se trouve ainsi verrouillé à l'arbre primaire 4 . Lors du relâchement de la pédale de frein et d'un accroissement de la vitesse du moteur, le couple est directement transmis par l'intermédiaire de l'arbre primaire- 4 etdu pignon de marche avant 6 au pignon récepteur 9 associé au différentiel 8. Pour engager la marche arrière, l'embrayage à crabot 5 est déplacé axialement pour entrer en contact avec le pignon de marche arrière 7, lequel se trouve ainsi verrouillé à l'arbre primaire 4 Dans ce cas, le couple est indirectement transmis par l'intermédiaire de l'arbre primaire 4 et du pignon 7 ainsi que du pignon fou de marche arrière 10 au deuxième pignon récepteur Il qui est associé au différentiel 8. I1 convient de remarquer sur le dessin que le rayon effectif des dents de l'embrayage à crabot 5 est particulièrement important, comparativement par exemple aux pignons 6 et 7 qui présentent un rayon identique Cet agencement est destiné à réduire la résistance opposée au désengagement, par suite du ralentissement du convertisseur qui renforce le frottement aux interfaces de l'embrayage à crabot 5. I1 doit etre bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que toutes variantes ou modifications peuvent y être apportées sans sortir pour autant du cadre général de la présente invention REVENDICATIONS 1. Transmission de véhicule automobile, caractérisée par le fait qu'elle comporte en combinaison ar un bloc-moteur développant un couple élevé à faible vitesse (connu en soi), b) un convertisseur de couple à fluide (connu en soi), c) un mécanisme à engrenage à un seul rapport permettant de sélectionner la marche avant, le point mort et la marche carrière, et d) un dispositif de frein (1s3 comprenant un élément de frottement- (12) qui est fixé suer l'arbre primaire (4) du mécanisme à engrenage, pouvant être actionné pour arrêter la rotation dudit arbre primaire telle que produite par le ralentissement du convertisseur de couple, lorsque le blocmoteur tourne au ralenti. 2. Transmission suivant la revendication 1, earactE- risée par le fait que ledit dispositif de frein (13) est incorporé dans le système de freinage hydraulique (connu en soi) du véhicule, de manière à pouvoir être actionné en réponse à l'actionnement du dit système de freinage 3. Transmission suivant la revendieation 2, caractérisée par le fait que ledit dispositif de frein (13) comporte un dispositif sensible à la pression (16), (18) qui limite le fonctionnement effectif du dispositif de frein aux pressions de fluide plus élevées telles qu'engendrées dans le système de freinage. 4. Transmission suivant la revendication 2, earaete- risée par le fait que ledit dispositif de frein (13) comporte une valve d'arrêt qui fonctionne automatiquement pour isoler hydrauliquement ledit dispositif de frein drave le système de freinage -du véhicule lorsque la pression de fluide engendrée dans le système de freinage dépasse une grandeur prédéterminée.