Brevet FR2378948A1 — publié le 19780825

L'invention part d'un dispositif d'entraînement pour les appareils auxiliaires d'un moteur à combustion interne, en particulier sur les véhicules automobiles, qui est commutable entre deux rapports de transmission en fonction d'une grandeur relative au fonctionnement du moteur et par la coopération d'un embrayage et d'un accouplement à roue libre ce dis positif comprenant une première et une deuxième poulie disposées sur le bout du vilebrequin du moteur et reliées par des courroies à une poulie double formant renvoi et calée sur l'arbre d'un appareil auxiliaire, l'embrayage reliant la première poulie au vilebrequin lorsque la vitesse de rotation du moteur descend sous une vitesse déterminée, la liaison d'entraînement directe entre le vilebrequin et la deuxième poulie étant alors coupée par l'accouplement à roue libre. On connaît déjà un entraînement de ce type dans lequel deux poulies séparées de différents diamètres sont montées avec interposition d'un embrayage respectivement d'un accouplement à roue libre sur un vilebrequin et sont reliées par deux courroies à des poulies doubles d'appareils auxiliaires en vue de l'entraînement de ceux-ci à deux vitesses, ctest-à-dire avec l'un ou l'autre de deux rapports depuis le vilebrequin du moteur. Ce dispositif n'est toutefois prévu que pour deux appareils auxiliaires. Si d'autres appareils doivent également pouvoir être entraînés à deux vitesses3 il faut monter des poulies supplémentaires pour ces autres appareils sur un arbre d'un des appareils qui sont déjà à deux vitesses. Cette solution est le plus souvent irréalisable en raison du manque de place sur de nombreux véhicules. Elle a en plus l'inconvénient qu'elle nécessite le renforcement ;es paliers de l'appareil sur l'arbre duquel doivent etre montées les poulies menantes supplémentaires. Un autre inconvénient est que chacune des deux courroies venant du vilebrequin doit être prévue pour la puissance globale de tous les appareils auxiliaires, ce qui n' est possible qu'avec des courroies doubles, donc avec un dispositif motteux et volumineux. La rupture des deux courroies entraîne bien entendu l'arrêt de tous les appareils auxiliaires.Encore un autre inconvénient grave est que le point de commutation ou de passage de l'un à l'autre rapport est fixé par l'embrayage > lequel est à commande (par la force) centrifuge. On connais aussi un dispositif d'entraînement capable d'entrafner cinq appareils auxiliaires à différentes vitesses. Ce dispositif comprend cependant un variateur de vitesse à courroie intercalé entre le vilebrequin et la pompe à eau et suivi par les autres appareils auxiliaires Le principal inconvénient de cette solution est la construction compliquée et conteuse du variateur, dont les poulies axialement réglables et chargées par des ressorts prennent en outre beaucoup de place, Il s'y ajoute que le variateur, transmettant toute la puissance pour les appareils auxiliaires, a un rendement assez médiocre. La courroie du variateur doit entre très solide et prend donc également beaucoup de place ; si elle casse, tous les appareils auxiliaires sont en panne.Un autre inconvénient de ce variateur est que sa courroie est limitée en largeur en raison du risque de sa brisure, de sorte que la puissance qu'elle transmet ne forme une grandeur constante que sur une partie restreinte de toute la plage de vitesse de rotation d'un moteur, et qu'elle a une courbe ascendante, à mesure que la vitesse croit, avant et après cette partie. De plus, cet entraînement implique le renforcement des paliers de la pompe à eau et surtout, possède un point limite à partir duquel s'effectue un réglage vers le bas (dans le sens de la diminution de la vitesse) qui est un point fixe. En outre, la distance courte et généralement fixée d'avance entre le vilebrequin et la pompe à eau détermine l'emploi d'une courroie de faible longueur, ce qui restreint la puissance transmissible et limite fortement le choix du diamètre des poulies. Selon l'invention, un dispositif d'entraînement comme défini au début est essentiellement caractérisé en ce qu'une troisième poulie est disposée sur le vilebrequin, que cette troisième poulie est reliée rigidement à la première ou à la deuxième poulie et qu'une courroie relie la troisième poulie à un appareil auxiliaire supplémentaire. De cette manière, un dispositif selon l'invention peut entraîner plus de deux appareils auxiliaires à deux vitesses par une transmission à courroies dans laquelle aucune courroie ne doit transmettre la puissance d'entraînement cumulée de tous les appareils auxiliaires reliés au dispositif. Celui-ci peut de ce fait devenir non seulement plus compact et moins cher mais aussi plus sûr car la rupture d'une ou meme de deux courroies ne peut pas provoquer la mise hors service de tous les appareils auxiliaires raccordés. Les paliers coûteux sur des appareils auxiliaires servant de relais de transmission sont supprimés. Le dispositif selon l'invention permet en outre d'entraîner à deux vitesses un nombre maximal d'appareils avec un nombre minimal de plans de courroie. D'autres caractéristiques de l'invention, décrites dans ce qui va suivre, permettent des perfectionnements avantageux du dispositif présentant la caractéristique essentielle mentionnée ci-dessus. On obtient une forme de réalisation particulièrement avantageuse lorsque l'embrayage est un embrayage électromagnétique. Le point de commutation de l'un à l'autre rapport de transmission peut ainsi être décalé a l'intérieur d'une plage de vitesse de rotation déterminée pour tenir coopte de valeurs extrêmes dans le fonctionnement du moteur, par exemple pour tenir compte de la température de l'eau de refroidissement du moteur d'un véhicule circulant en montagne.On obtient ainsi, d'une part, que la sollicitation, en particulier de la courroie pour l'ensemble pompe à eau - menti- lateur, est moins grande pendant la majeure partie du temps de fonctionnement, d'autre part, une économie d'énergie considérable, du fait que le décalage du point de commutation vers des vitesses de rotation plus élevées reste limité à des cas exceptionnels qui sont rares dans toute la durée de fonctionnement. On obtient ainsi en meme temps une augmentation de la sûreté du dispositif d'entraînement dans son ensemble.Surtout l'utili~ sation dans un entraînement selon l'invention d'un embrayage électromagné- tique qui est commandé en fonction de plusieurs grandeurs relatives au fonctionnement représente une combinaison de caractéristiques très avantageuse parce qu'on dispose dans ce cas d'un entraînement qui constitue une solution optimale en ce qui concerne I'encombrement, le rendement et le nombre des vitesses disponibles pour la totalité- des appareils auxiliaires. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la déscription qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue frontale simplifiée d'un dispositif d'entratnement installé à l'avant d'un moteur à combustion interne pour les appareils auxiliaires, - la figure 2 est une représentation schématique du dispositif d'entratnement de la figure 1, - la figure 3 est une vue de cAté partiellement schématique montrant des poulies disposées sur un vilebrequin avec interposition d'un embrayage électromagnétique commandé par un appareil de commande, et - la figure 4 est un graphique représentant la puissance d'entratnement pour l'ensemble pompe à eau - ventilateur en fonction de la vitesse de rotation du moteur en différentes situations. La figure 1 représente un dispositif d'entraînement 10 pour les appareils auxiliaires d'un moteur Il. Les appareils auxiliaires prévus dans ce cas sont, respectivement, une dynamo 12, un compresseur de climatisation 13, un ensemble pompe à eau - ventilateur 14, une pompe à air 15 et une pompe de direction 16. Comme représenté plus en détail sur la figure 2, une première poulie à courroie 18 est montée sur le vilebrequin 17 du moteur par un palier 19. Cette poulie est reliée par une première courroie 21 à une double poulie à courroie 22 formant renvoi. Cette double poulie est reliée par une deuxième courroie 23 à une deuxième poulie à courroie 24 qui est montée sur le vilebrequin 17 par l'intermédiaire d'un accouplement à roue libre 25. A la première poulie 18 est reliée rigidement une troisième poulie à courroie 26 et à la deuxième poulie 24 est reliée rigidement une quatrième poulie à courroie 27. La troisième poulie 26 est reliée par une troisième courroie 28 à une cinquième poulie à courroie 29, la quelle est prévue pour la pompe à air 15. La quatrième poulie 27 est reliée par une quatrième courrie 31 à une sixième poulie à courroie 32 pour la pompe à eau 14 et, en même temps, à une septième poulie à courroie 33 pour la pompe de direction 16. La deuxième courroie 23 entraîne en outre une huitième poulie à courroie 34 qui est prévue pour la dynamo 12.La première poulie 18 et la troisième poulie 26 ont le mame diamètre ; la deuxième poulie 24 et la quatrième poulie 27 ont également le mème diamètre mais qui est plus petit que celui de la première et de la troisième poulie. La première poulie 18 et la troisième poulie 26 peuvent être accouplées en rotation au vilebrequin 17 par un embrayage 35 qui est commandé automatiquement par la force centrifuge. Le dispositif d'entraînement 10 fonctionne de la manière suivante Dans une plage de vitesse de rotation basse du moteur 11, ltembrayage 35 à commande centrifuge relie le vilebrequin 17 à la première poulie 18 et à la troisième poulie 26. La première poulie 18 entraîne par la première courroie 21 le renvoi 22, lequel, par la deuxième courroie 23, entraîne la deuxième poulie 24 et la huitième poulie 34. Du fait que la première poulie 18 possède un plus grand diamètre que la deuxième poulie 24, cette dernière - les deux parties de la double poulie formant le renvoi 22 ayant le mème diamètre - tourne plus vite que le vilebrequin 17. La deuxième poulie 24 transmet des forcgpar la quatrième poulie 27 et la quatrième courroie 31 à la sixième poulie 32 et la septième poulie 33.La cinquième poulie 29 est en même temps entraînée par la troisième courroie 28. Tous les appareils auxiliaires 12 13, 14, 15, et 16 fonctionnent par conséquent en première vitesse. Comme la totalité de la puissance à transmettre aux appareils auxiliaires est divisée dès la première poulie 18 et la troisième poulie 26, la première courroie 21 n'a jamais à transmettre la totalité de la puissance d'entraînement ; cette courroie peut au contraire être prévue pour une puissance plus faible car la partie de puissance à transmettre par elle peut toujours être maintenue inférieure à 80 % de la puissance globale. L'utilisation d'une première courroie moins forte donc moins encombrante est bien entendu en faveur de la compacité de l'ensemble du dispositif d'entralnement 10. Lorsque le moteur 11 passe ensuite de la plage de vitesse de rotation basse à la plage de vitesse de rotation élevée en passant par le point de commutation de llembrayage 35 à commande automatique, cet embrayage coupe la liaison entre le vilebrequin 17 et la troisième poulie 26, tandis que l'accouplement 25 à roue libre relie le vilebrequin 17 directe tement à la deuxième poulie 24 et à la quatrième poulie 27, de sorte que tous les appareils auxiliaires 12, 13, 14, 15 et 16 sont ensuite entraînés en deuxième vitesse.La transmission s'effectue dans ce cas, d'une part, a partir de la quatrième poulie 27, par la quatrième courroie 31 à la pompe à eau 14 et à la pompe de direction 16, d'autre part, à partir de la deuxième poulie 24, par la deuxième courroie 23 au renvoi 22 et à la dynamo 12. Le renvoi 22 entraîne en meme temps, par la première courroie 21, la première poulie 18, la troisième poulie 26 et, par la troisième courroie 28, la pompe à air 15. La première poulie 18 et la troisième poulie 26 peuvent donc tourner dans ce cas indépendamment du vilebrequin 17, notamment à une vitesse plus faible que celui-ci. En deuxième vitesse, la deuxième courroie 23 n'a donc pas davantage besoin de transmettre toute la puissance d'entraînement de tous les appareils auxiliaires.La partie de la puissance transmise par cette courroie restera généralement inférieure à 70 % de la puissance globale, ce qui est en faveur de la réalisation du dispositif d'entraînement 10 sous de faibles dimensions. Cette division de la transmission en branches parallèles a en outre l'avantage qu'il n'est pas nécessaire d'effectuer des modifications importantes des paliers sur des appareils auxiliaires. La sûreté est en outre accrue considérablement puisque la rupture d'une courroie ne peut pas provoquer la mise hors service simultanée de tous les appareils auxiliaires, ni en première ni en deuxième vitesse. Si, en deuxième vitesse, la quatrième courroie 31 casse, la dynamo 12, le compresseur de climatisation 13 et la pompe à air 15 continuent à être entraînés.A l'inverse, lorsque la deuxième courroie 23 casse en deuxième vitesse, l'ensemble pompe à eau-ventilateur 14 et la pompe de direction 16 continuentaêtre entrainés.En première vitesse, la rupture de la troisième courroie 28 provoque seulement le défaut d'entraînement de la pompe à air 15 ; en revanche, en cas de rupture de la première courroie 21, l'accouplement 25 à roue libre entre en action et assure la poursuite de ltentrainement des appareils auxiliaires 12, 13, 14, et 16, tandis que la pompe à air 15 est entraînée en première vitesse. La figure 3 représente une partie d'un deuxième dispositif d'entraînement, 40, dans lequel l'embrayage 35 à commande centrifuge de la figure 2 est remplacé par un embrayage électromagnétique 41 qui est commandé par un appareil de commande électrique 42. L'appareil 42 est relié à un premier transmetteur 43 qui transmet des signaux en fonction de la vitesse de rotation du moteur et à un deuxième transmetteur 44 qui transmet des signaux en fonction de la température du circuit de refroidissement du moteur. Des parties identiques sont par ailleurs désignées par les mêmes références que sur la figure 2. La description suivante du fonctionnement du dispositif d'entraînement 40 est combinée avec la description de la figure 4. Le graphique représenté sur cette figure 4 indique la puissance d'entraînement pour l'ensemble pompe à eau-ventilateur 14 en fonction de la vitesse de rotation du moteur 11. La première courbe 46 représente la situation où il y aurait une liaison d'entraînement rigide entre le vilebrequin 17 du moteur 11 et la poulie à courroie 32 qui entraîne l'appareil auxiliaire que forme cet ensemble pompe à eau-ventilateur 14. Une deuxième courbe 47 correspond à l'entraînement de cet appareil auxiliaire en deuxième vitesse par un dispositif d'entraînement comme celui de la figure 2, la commutation entre l'un et l'autre rapport de transmission par l'embrayage 35 s'effectuant à un point 48 qui est un point fixe déterminé par la commande par la force centrifuge de l'embrayage 35. Pendant la marche normale d'un véhicule automobile, qui représente généralement plus de 95 % du temps de marche total, on obtient ainsi une économie d'énergie considérable puisque la puissance d'entraînement nécessaire pour l'ensemble pompe eau-ventilateur 14 correspond à une courbe (non représentée) qui est sensiblement parallèle aux abscisses et qui atteint seulement un certain maximum dans la plage de vitesse moyenne du moteur 11.Par contre, lorsque la charge de l'ensemble pompe à eau-ventilateur est extrêmement élevée comme cela peut être le cas pour un véhicule tirant une remorque lors du passage d'un col, par exemple, cette même courbe de puissance nécessaire monte à peu près régulièrement, comme la première courbe 46, et ne devient parallèle aux abscisses que vers 4000 tr/mn, comme indiqué pour une troisième courbe 49. La troisième courbe 49 représente le point limite de réglage vers le bas pour lequel est conçu un variateur de vitesse à courroie pour tenir compte de ces conditions extrêmes dans le circuit de refroidissement. Cela a cependant ;'inconvénient que, avec un tel variateur, il se produit une perte d'énergie inutile pendant 95 % et davantage du temps de marche.Lorsqu'on utilise un dispositif d'entrainement comme celui désigné par 40 et représenté sur la figure 3, le point de commutation d'un rapport à l'autre peut etre fixé au premier point 48 par le transmetteur de signaux fonction de la vitesse de rotation 43 avec possibilité de décalage du point de commutation le long de la courbe 46 jusqu'à un deuxième point 50 lorsque, sous des conditions extremes, le transmetteur de signaux fonction de la température 44 agit en conséquence sur l'appareil de commande 42, agissant à son tour sur l'embrayage électromagnétique 41.Cette possibilité de décalage du point de commutation vers une vitesse de rotation plus élevée du moteur en fonction de la température de l'eau de refroidissement permet de couvrir également la puissance de refroidissement maximale et d'économiser le plus d'énergie possible pendant la marche normale. Cette disposition assure en meme temps une sollicitation relativement faible des courroies d'entraînement puisque les charges extremes se produisentassez rarement. L'embrayage électromagnétique est donc également en faveur de la compacité d'un tel dispositif d'entraînement pour plusieurs appareils auxiliaires à deux vitesses.Un dispositif d'entraînement comme celui de la figure 2 mais avec un embrayage électromagnétique représente par conséquent une combinaison très avantageuse de caractéristiques, combinaison qui permet de satisfaire un grand nombre de conditions, d'autant que les courbes de puissance d'entraînement nécessaires pour la pompe de direction, la dynamo et le compresseur de climatisation sont sensiblement parallèles aux abscisses et que, pour ce qui concerne la direction, cette courbe descend meme avec l'augmentation de la vitesse de rotation. Différentes modifications de l'exemple représenté et décrit sont bien entendu possibles sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que le renvoi peut egalement être formé de poulies à courroie de différents diamètres ; les poulies disposées sur le vilebrequin 17 peuvent également avoir des grandeurs différentes. Il est possible encore de modifier la disposition relative des appareils auxiliaires 12 à 16. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'entraînement pour les appareils auxiliaires d'un moteur à combustion interne, en particulier sur les véhicules automobiles, qui est commutable entre deux rapports de transmission en fonction d'une grandeur relative au fonctionnement du moteur et par la coopération d'un embrayage et d'un accouplement à roue libre, ce dispositif comprenant une première et une deuxième poulie disposées sur le bout du vilebrequin du moteur et reliées par des courroies à une poulie double formant renvoi et calée sur l'arbre d'un appareil auxiliaire, l'embrayage reliant la première poulie au vilebrequin lorsque la vitesse de rotation du moteur descend sous une vitesse déterminée, la liaison d'entraînement directe entre le vilebrequin et la deuxième poulie étant alors coupée par l'accouplement à roue libre, caractérisé en ce qu'une troisième poulie est disposée sur le vilebrequin, que cette troisième poulie est reliée rigidement à la première ou à la deuxième poulie et qu'une courroie relie la troisième poulie à un appareil auxiliaire supplémentaire. 2. Dispositif d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première poulie est reliée rigidement à la troi sième poulie et que la deuxième poulie est reliée de façon correspondante à une quatrième poulie à courroie. 3. Dispositif d'entraînement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première poulie possède un plus grand diamètre que la deuxième poulie. 4. Dispositif d'entraînement selon la revendication 3, caractérisé en ce que la poulie double formant renvoi est formée de deux parties ou poulies ayant le même diamètre. 5. Dispositif d'entraînement selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la première et la troisième poulie ont le même diamètre et en ce que la deuxième et la quatrième poulie ont également le même diamètre. 6. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'embrayage est un embrayage électromagnetique. 7. Dispositif d'entratnement selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'embrayage électromagnétique est couplé à un appareil de commande qui est relié à au moins un premier transmetteur de signaux et un deuxième transmetteur de signaux. 8. Dispositif d'entratnement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le deuxième transmetteur de signaux est influencé par la température de l'eau de refroidissement et le premier transmetteur de signaux est influencé par la vitesse de rotation du moteur. 9. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est prévu pour l'entrat- nement d'au moins cinq appareils auxiliaires.