Brevet FR2307196A1 — publié le 19761105

La présente invention concerne un dispositif de réglage de pression agissant en réponse au déplacement d'un organe de réglage de puissance d'un moteur, pour dispositif de commande d'un mécanisme de changement de vitesse fonctionnant sous charge, notamment pour véhicules automobiles, comportant un distributeur de pression principal raccordé à une pompe à huile et produisant une pression principale agissant dans les organes commandés (embrayage et freins); une valve d'étranglement reliée au distributeur principal et en liaison fonctionnelle avec l'organe de réglage de puissance et fournissant une pression en fonction de la charge et agissant sur la vitesse à laquelle se produit la commande pour le passage des vitesses sous une pression dépendant de la vitesse du véhicule. Ces mécanismes de changement de vitesse fonctionnant sous charge sont en général constitués par un train épicycloidal pouvant etre commandé par des accouplements et des freins et par un convertisseur de couple monté en amont. Pour actionner les organes commandés (accouplements et freins) il est nécessaire de disposer dans le distributeur dune pression augmentant avec le couple du moteur mont en amont du mécanisme de changement de vitesse sous charge. Cette pression, qui est fonction de la charge sert en outre, en corrélation avec une pression dépendant de la vitesse du véhicule, à déterminer les vitesses auxquelles se produit automatiquement le changement de vitesse. Un tel dispositif de commande est décrit par exemple dans le brevet allemand à l'inspection publique avant exanen NO 1.780.067, correspondant au brevet des Etats Unis t'sérique N 3.593.599. Ce dispositif comporte une valve d'étranglement commandée par une pédale de gaz et agissant comme réducteur de pression. Sur le tiroir de cette valve d'étranglement agit par exemple une came pouvant être dépladè angulairement par une timonerie des gaz permettant de régler une pression en fonction de la charge dans un sys te me de conduits du régulateur de pression, raccordé aux amortisseurs d'accouplement et au distributeur.Cette pression dépendant de la charge agit en outre dans le sens de la fermeture sur le tiroir d'un distributeur principal déterminant la pression principale dans le dispositif de commande, la pression pouvant etre également commandée selon la charge dans les organes commandés (accouplement et frein). Les conditions de la pression produite par le régulateur de pression sont cependant opposées en ce qui concerne le mécanisme de changement de vitesse, c'est-à-dixe que, d'une part, les organes de commande doivent être autant que possible commandés par une pressa sion variable correspondant à une courbe analogue à la courbe du couple du moteur. Cela signifie que l'augmentation de la pression doit être aussi brusque que possible au régime inférieur du moteur sous charge, cette courbe allant en s'aplatissant constamment aux régimes supérieurs. Nais, d'autre part, la vitesse à laquelle se produit la commande qui est déterminée par la pression dépendant de la charge et de la vitesse doit par ailleurs, afin d'assurer le confort du véhicule et en ce qui concerne la consommation de carburant, ne se modifier que légèrement aux régimes inférieurs, mais fortement aux régimes supérieurs. Mais pour parvenir à ce résultat, il faut faire en sorte.que la pression augmente progressivement. Dans le dispositif de commande précédemment mentionné, on ne dispose que d'une seule pression qui est fonction de la charge et qui est réglée selon la caractéristique désirée des régimes auxquels se produit la commande. Le réglage de cette pression, qui est fonction de la charge, est produit par une came agissant sur le tiroir du distributeur qui tend plus ou moins un ressort s'appliquant sur le tiroir de commande de la pression et produit ainsi dans le réducteur de pression une pression dépendant de la tension préalable du ressort. En conséquence, grâce à ce dispositif de réglage de la pression réglée selon la vitesse, la pression n'augmente pas aussi rapidement dans les organes de commande que la charge qui pOse sur le moteur. Grace à l'invention, on dispose dans le dispositif de commande, outre la pression usuelle qui est fonction de la charge qui est réglée selon les vitesses auxquelles se produit la commande automatique, d'une autre pression qui est fonction de la charge, dont l'augmentation est adaptée à l'évolution du couple du moteur d'en traSnement. Suivant l'invention, ce problème est résolu du faitqu'il est prévu une autre valve d'étranglement commandée par la pression principale (valve de modulation) actionnée en fonction de la pression dépendant de la charge et fournissant une pression d'étranglement s'élevant brusquement aux régimes inférieurs du moteur, cette pression d'étranglement se propageant par un conduit à la face d'un piston agissant dans le sens de la fermeture du distributeur principal et aux chambres d'amortissement. Cette pression d'étranglement s'élevant brusquement sert, d'une part, à agir sur le dispositif principal et par conséquent sur la pression principale, dans le sens d'une brusque augmentation de pression dans les organes de commande et, d'autre part, à commander les amortisseurs associés aux organes commandés. GrSce au régulateur de pression que prévoit l'invention, les organes de commande subissent, pour toutes les contraintes du mécanisme d'entraînement, une pression de transmission optimum assurant un passage impeccable des vitesses, sans interruption de la force de traction. Il en résulte un plus grand ménagement des disques de friction des organes commandés, ce qui augmente leur longévité. D'autres particularités de l'invention seront indiquées dans les sous-revendications 2 à 6. Les dessins schématiques annexés montrent, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de réalisation possibles de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue simplifiée d'une partie d'un dispositif de commande hydraulique comportant le dispositif de réglage de pression suivant l'invention. Les fig. 2 et 3, raccordables l'une â l'autre ainsi qu'â la fig. l, représentent le schéma complet du dispositif de commande hydraulique en position neutre ou de point mort. La fig. 4 montre un autre mode de réalisation du dispositif de réglage de pression suivant l'invention représenté sur la fig.1. La fig. 5 est un graphique montrant à titre d'exemple plusieurs courbes de pression pouvant être obtenues par le dispositif de réglage de pression suivant l'invention. Comme représenté sur les fig. 1 à 3, le dispositif de commande est constitué par une pompe â huile r entranée à partir du moteur du véhicule, par un distributeur de pression principale lO, un convertisseur 20, un sélecteur 30, un réducteur de pression 40 placé sous l'action de la pédale des gaz et par deux valves de verrouillage 50 et 60. La valve de verrouillage 50 est associée à un distributeur 90 de seconde et de troisième vitesses et la valve de verrouillage 60 à un distributeur 70 de première et seconde vitesses. Un régulateur R envoie par un conduit 240 une pression qui est fonction de la vitesse du véhicule et qui, pour produire le changement automatique des vitessestest envoyée aux faces ex trêmes 73 et 93 des distributeurs 70 et 90.A 11 encontre de cette pression, fournie par le régulateur en fonction de la vitesse du véhicule, agit une pression d'étranglement qui est fonction de la charge, produite par le réducteur de pression d'étranglement 40 et qui est propagée par un système de conduits 220 et 221 aux faces des tiroirs 90A,90B et 70B,70A des distributeurs 90 et 70. La pression des régulateurs qui est fonction de la vitesse et de la pression d'étranglement, elle-même fonction de la charge déterminent les vitesses auxquelles se produit la commande automatique. Les distributeurs 70 et 90 répartissent l'huile sous pression selon la position de leur butée de gauche ou de droit à un accouplement K2 et aux freins BI, B1F et B2. Un accouplement KI commandé pour toutes les positions de marche avant est commandé directement par le sélecteur 30. A l'accouplement K2 sont associés un régulateur de pression 110 et un amortisseur 120, dont le tiroir 121 peut être déplacé à l'encontre de la force exercée par un ressort 122 monté dans l'enceinte 123 de l'amortisseur, tandis que le frein B1F coopère avec un régulateur de pression 150 et avec un amortisseur 160 constitué par un tiroir 161, un ressort 162 et une enceinte 163.Ces valves régulatrices de la pression et ces amortisseurs ont pour rôle d'assurer une montée progressive de la pression correspondant a' chaque moment d'accouplement et ce dans un laps de temps aussi court que possible, de sorte que le éhange- ment de vitesse s'effectue rapidement et sans choc. La pompe à huile P aspire l'huile sous pression à même un réservoir S et l'envoie par un conduit 202 au distributeur principal 10 qui règle dans un conduit principal de pression 205 une pression principale dite systématique. En cas d'excès d'huile, un collet 18 ménagé sur le tiroir IOA du distributeur principal 10 s'ouvre et lui permet de s'écouler vers un conduit 28 qui communique par un radiateur K avec un convertisseur de couple W et avec un distributeur 20 commandant le convertisseur. Ce distributeur 20 présente un tiroir 20A muni de collets 21 et 22. Le tiroir 20A est poussé vers la droite par un ressort 27A prenant appui sur le distributeur principal 10. A l'action de ce ressort 27A swoppose la pression de l'huile s'écoulant à partir du convertisseur W qui, par l'intermédiaire d'un conduit 28agit sur le collet 22.L'huile en excès est renvoyée au réservoir S par le conduit 28 qui peut être mise en communication avec une rainure 23 de désaération par le collet 21, de sorte que la pression régnant dans le convertisseur W est limitée à une valeur maximum déterminée. Lorsque la quantité d'huile fournie par la pompe P augmente, le tiroir 10A du distributeur principal 10 est repoussé vers la droite & l'encontre de la force exerdée par le ressort 27A et appliqué contre le ressort 27B agissant seul sur le tiroir et prenant appui sur le boisseau du distributeur. Ce résultat est obtenu en propageant la pression contre une surface différentielle 13A ménagée sur un collet 13 et dont l'espace annulaire 14 communi- que par un conduit 204 avec le conduit 202. Un collet 15 libère alors la communication entre le conduit 202 et un conduit de retour 203, de sorte que l'huile non utilisée par le convertisseur W et par le dispositif de commande peut retourner au réservoir S. Le sélecteur 30 peut être placé dans les six positions de commande suivantes RPn = parking "R" = marche arrière "N" = neutre ou point mort "A" = automatique (position de marche) 2 = automatique limité aux lère et seconde vitesses "In - marche uniquement en première vitesse Lorsque le sélecteur 30 se trouve dans la position de commande "A", le conduit de pression principal 205 est mis en communication par un conduit 207 avec une chambre annulaire 12 dans laquelle pénètre la face Il du tiroir du distributeur lOA. Cette surface 11 s'ajoute ainsi à la surface différentielle 13A, de sorte que le collet 15 libère une plus forte section en direction du conduit de retour 203.En conséquence, la pression commence tout d'abord poa; tomber dans le conduit de pression principale 205. Dès que le conducteur du véhicule donne des gaz, une pression d'étranglement (sur laquelle il sera revenu plus loin) est envoyée par un conduit 222 dans une chambre 26 du distributeur principal 18 10, cette pression agissant sur une face 18A du collet/et soute- nant la force exercée par les ressorts 27A et 27B. Les forces agissant sur la face 18A du tiroir maintiennent le tiroir lOA en équilibre à l'encontre de la pression exercée sur les faces 11 et 13A des pistons, c'est-à-dire que la pompe P doit engendrer une pression maintenant dégagé le collet 15 du tiroir 10A par rapport au conduit de retour 203. Cette pression, qui est indépendante de la pression d'étranglement arrivant par le conduit 222, est disponible dans le conduit 205, comme pression principale. Lorsque la pression d'étranglement augmente, la pression principale s'accroît également dans les organes commandés. Lorsque le distributeur 30 occupe la position A, le conduit principal de pression 205 communique avec un conduit d'arrivée 208 raccordé par des conduits 208A et 208B à l'accouplement K1 fournissant la première vitesse.Au moment où le conducteur du véhicule donne des gaz, 1'accouplement K1 agit donc comme accouplement de démarrage. Le régulateur R estlen outrefsollicité par la pression principale se propageant par le conduit 208A. Lorsque le véhicule a atteint une vitesse à laquelle la pression du régulateur, dépendant de la vitesse du véhicule et arrivant par le conduit 240, peut déplacer le tiroir du distributeur 70 vers la droite, l'huile sous pression arrivant par le conduit 208 peut pénétrer dans un conduit d'amenée 214 qui communique par le régulateur 150 avec le frein B1F. Le conduit d'amenée 214 est, en outre, raccordé au frein B1 par une chambre annulaire 156 du régulateur 150 par un autre conduit d'amenée 177 par l'intermédiaire du distributeur 90 commandant les seconde et troisième vitesses se trouvant à gauche de sa butée et par un conduit d'arrivée 216. En seconde vitesse, les freins B1 et BIF sont associés à l'accouplement KI. Le régulateur 150 assure ainsi tout d'abord un rapide remplissage du frein B1F, de sorte que la pression monte assez lentement jusqu'à la pression d'application nécessaire pour la transmission du couple. Pendant cette phase de fermeture, le piston 161 revient sur son parcours d'amortjssement à l'encontre de la force exercée parlapression d'étranglement arrivant par le conduit d'etranglement 222 dans la chambre d'amortissement 163, jus qu'â ce que finalement le régulateur 150 puisse se déplacer vers la gauche, de sorte que toute la pression arrivant par le conduit 214 agit dans le frein. Cet artifice permet de changer de vitesse sous charge rapidement et avec douceur. Dans la position de commande A, la pression fournie par le régulateur en troisième vitesse est si élevée dans le conduit 240 que le tiroir du distributeur 90 est également déplacé vers la droite. Outre les conduits déjà établis en seconde vitesse par le conduit principal 205 allant à l'accouplement K1 et au frein B1F, une nouvelle liaison est établie entre le conduit d'amenée 208, par le distributeur 70 fournissant les première et seconde vitesses, déplacé vers la droite, par un conduit 213, par le distributeur 90 fournissant les seconde et troisième vitesses, déplacé vers la droite, ainsi que par un conduit d'arrivée 215 allant au régulateur 110 et à l'accouplement K2.La commande de la montée de la pression dans l'accouplement K2 s'effectue ainsi au moyen du régulateur 110 et de l'amortisseur 120 de la même manière qu'il a été indiqué précédemment. Le frein BI est raccordé à une rainure de désaération 104 par l'intermédiaire du conduit d'arrivée 216 et par le distributeur 90 des deuxième et troisième vitesses qui s'est déplacé vers la droite. Dans la position de commande "2" une pression réduite par cexparaison avec la pression principale est envoyée par la valve de verrouillage ou de blocage 50 par le conduit sous pression 231, å la surface différentielle 9QA du tiroir du distributeur 90 qui bloque le distributeur contre sa butée de gauche. Dans ce cas, il ntest possible de commander automatiquement que les deux vitesses inférieures. Dans la position 1 du sélecteur de vitesse, une pression ré est glée de la même façon par la valve de verrouillage 60/propagée par un conduit sous pression 236 contre la surface différentielle 70A du tiroir du distributeur 70, de sorte que ce distributeur est bloqué contre sa butée de gauche et qu'il n'est pas possible de passer à une vitesse supérieure. En outre, dans cette position, le frein B2 communique par un conduit d'arrivée 146, iear le distributeur 70 fournissant la première et la seconde vitesses et par un conduit 209 avec le conduit de pression principal 205. En faisant intervenir le frein B2, on obtient un effet de freinage qui est bien nécessaire dans les descentes. Le régulateur de pression suivant l'invention représenté sur la fig. 1 est constitué par une valve 40 de réduction de la pression et par une valve de modulation 340. Un conduit 206 monté en dérivation sur le conduit principal 205 est raccordé à une enceinte annulaire 46 du réducteur de pression 40 ainsi qu'à une enceinte annulaire 341 de la valve de modulation 340. Les deux valves 40 et 340 fonctionnent de la même manière, c'est-a-dire comme valves réduisant la pression principale. Le réducteur de pression 40 comporte un tiroir 41 et un piston 42 entre lesquels est interposé un ressort 43. Dans un conduit 48 s'établit une pression (pst1) correspondant à la tension préalable du ressort 43.Une camez solidaire de la timonerie des gaz déplace le pston 42 vers la droite au fur et å mesure qusaugmente la charge du moteur, de sorte que la tension ou compression du ressort 43 et par conséquent la pression PsDl augmente. Dès qu'une gorge 42A ménagée sur le piston 42 vient en communication avec le système de conduits 220 et 221, la pression p51 est amenée aux distributeurs 90 et 170 et, en combinaison avec la pression du régulateur R régnant dans le conduit 240 détermine la position des points de commande automatique. La valve de modulation 340 renferme un piston de commande 342 qui, par l'intermédiaire d'un ressort 343, stapplique sur un tiroir 344. Une face 345 de ce piston de commande 342 reçoit par un conduit 48 la pression PSD1 produite par le réducteur de pression. Le piston de commande 342 tend le ressort 343 en fonction de la force delapression PsDl, une autre pression PSD2 s'appliquant sur une face 346 du tiroir 344. Le rapport entre les pressions PSD2 et PSDl correspond au rapport entre les surfaces extrêmes 345 et 346. La course du piston 342 est limitée par une butée 347 et en conséquence également la pression PSD2 régnant dans le conduit 222 de réduction de pression. Dans le schéma représenté sur la fig. 5, la ligne pleine représentela pression PSD1 produite par le réducteur de pression 40 dans le conduit 48 et dans le système de conduits 220,221. Par contre, la ligne en traits interrompus indique la courbe plus raide correspondant à la pression d'étranglement PsD2 qui, à la fin du déplacement du piston 342, reste constante. La courbe caractéristique du ressort 343 détermine la valeur maximum de PSD2 et le rapport des surfaces 345 et 346 qui détermine l'angle . Fonctionnement La pression d'étranglement P5D2 agit, par l'intermédiaire du conduit de pression d'étranglement 222 à l'intérieur 26 du distributeur principal 10 sur la surface 18a du piston et pousse le collet 15 par rapport au conduit de retour 203, dans le sens de la fermeture. La pompe P produit alors une pression principale correspondante agissant sur la surface différentielle 13A et sur la face 11 du piston, cette pression maintenant le tiroir 10A en équilibre et laissant s'écouler vers le conduit de retour la quantité d'huile en excs.La caractéristique de pression pouvant être obtenue par le dispositif de réglage 40,340 suivant l'invention est donc transmise au distributeur principal 10, qui lui meme commande en consEquenee le sens de la pression principale dans les organes commandés. Bn vue de son adaptation à la brusque montée du couple d'en tratnement dans les organes commandés, la pression d'étranglement PSD2 est également envoyée dans les enceintes d'amortissement 123 et 163, de telle sorte que les valves de réglage 110 et 150 modulent, au moment du changement de vitesse, une pression d'accouplement correspondant à chaque couple d'accouplement. On a représenté sur la fig. 4 un autre mode de réalisation d'un dispositif de réglage de la pression suivant l'invention, comportant un dispositif de limitation séparé de la valve de modulation. Le conduit 206 communiquant avec le conduit de pression principal 205 est relié, d'une part, au réducteur de pression 40 et, d'autre part, à une valve de modulation 350 comportant un tiroir 351. Une face 352 du tiroir 351 reçoit par le conduit 48 la pression p51. En même temps il s'établit une pression PsD3 sur une surface différentielle 355 constituée par les collets 353 et 354, cette pression PSD3 étant en équilibre avec la pression P sur la plus grande surface 352 du piston.La pression PSD3 est proportionnelle aux faces 352 et 355 sollicitées, de sorte qu'il en résulte une montée de pression correspondant à la courbe en traits mixtes portée sur la fig. 5. La pression PsD3 est amenée par un conduit 356 à la face 358 d'une valve de limitation 357 qui est repoussée vers la droite par un ressort 359. Lorsque la force résultant de la multiplication de la pression PSD3 multipliée par la surface 358 du piston est inférieure à la tension ou à la précontrainte du ressort 359, la pression PSD3 agit par 1'intermédiaire du conduit de pression 222A sur le distributeur principal 10 et les amortisseurs 120 et 160. Lorsque la pression PSD3 exercée sur la surface 358 est supérieure à la tension préalable du ressort 359, la valve 357 établit par l'intermédiaire d'une arête de commande 360 une liaison avec une rainure de désaération 361. Ainsi, la pression ne peut continuer d'augmenter, ctest-à-dire que la pression PSD3 reste désormais constante (Fig. 5). La pression pouvant être obtenue dépend ainsi de la tension préalable du ressort 359. En modifiant la surface différentielle 355 et la précontrainte du ressort 359, il est possible d'obtenir ntimporte quelle courbe de pression, la limite inférieure étant déterminée par la pression PsDl et la pression supérieure étant limitée par la pression principale. L'ensemble est établi selon les caractéristiques du moteur. Afin d'assurer la compensation des pressions, un volet ou clapet anti-retour 362 est monté entre le conduit 356 et le conduit de réduction de pression 222A. Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Dispositif de réglage de pression agissant en réponse au déplacement d'un organe de réglage de puissance d'un moteur pour dispositif de commande d'un mécanisme de changement de vitesse fonctionnant sous charge, notamment pour véhicules automobiles, constitué par un distributeur de pression principal raccordé à une pompe à huile et produisant une pression principale agissant dans les organes commandés (embrayage et freins) par une valve d'étranglement reliée au distributeur principal et en liaison fonctionnelle avec l'organe de réglage de puissance et fournissant une pression en fonction de la charge et agissant sur la vitesse à laquelle se produit la commande pour le passage des vitesses sous une pression dépendant de la vitesse du véhicule, caractérisé en ce qu'il est prévu une autre valve d'étranglement commandée par la pression principale (valve de modulation) actionnée en fonction de la pression (PSD1) dépendant de la charge et fournissant une pression d'étranglement s'élevant brusquement (PST2 PSD3) aux régimes inférieurs du moteur, cette pression d'étranglement étant propagée par un conduit à une face de piston agissant dans le sens de la fermeture du distributeur principal, et aux chambres d'amortissement. 2. - Dispositif de réglage de pression suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu des dispositifs destinés à limiter A une valeur maximum la valeur d'étranglement montant brusquement. 3.- Dispositif de réglage de pression suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la valve de modulation comporte un tiroir commandant la pression principale et un piston sollicité par la pression en fonction de la charge, s'appliquant contre le tiroir par l'intermédiaire d'un ressort, et dont la course est limitée par une butée. 4. - Dispositif de réglage de pression suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu une valve de limitation séparée de la valve de modulation. 5.- Valve réductrice de pression suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la valve de modulation comporte un tiroir pouvant etre sollicité, d'une part, par la pression PsDl qui est fonction de la charge et, d'autre part, par l'intermédiaire d'une surface différentielle du piston, par la pression d'étranglement modulée (PSD3) qui est propagée à une soupape de limitation platée sous l'action d'un ressort et comportant une rainure de désaération ainsi qu'une arête de commande. 6.- Valve réductrice de pression suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'un volet anti-retour est monté entre le conduit (356) et le conduit d'étranglement de la valve de limitation allant au distributeur principal.