Brevet FR2385004A1 — publié le 19781020

La présente invention concerne un dispositif d'accumulation énergie sous forme cinétique, notament destiné à la propulsion des véhicules auto mobiles motorisés. Le moteur équipant ces véhicules pouvant être alimenté soit b partir d'une source d'énergie électrique autonome,soit à partir d' une source de carburant liquide ou pulvérulent Ce dispositif est particulibrement applicable aux véhicules circulant en agglomération urbaine et contraints à des arrêts et démarrages fréquents. Dans les dispositifs d'accumulation d'énergie cinétique connus,il y a deux familles d'accumulateurs. I) Les accumulateurs purement cinétiques où la masse du volant est constituée d'une ratière dense pouvant tourner autour d'un axe et n'ayant qu'une seule fonction : celle d'enmagasiner de l'énergie cinétique de rot tion et de la restituer par variation de vitesse angulaire On comprend que cette masse alourdit considérablement le véhicule et que l'énergie ainsi récupérée est en partie dépensée pour assurer la translation continuelle de cette masse. 2) Les accumulateurs d'énergie cinétique dont le volant est constitué par le rotor d'un générateur électrique à haute vitesse alimentant d'une manière variable et réversible un ou plusieurs moteurs electriques de accomode des reuses, ces moteurs pouvant fonctionner lors des descentes et des freinages en générateur et ainsi recharger le rotor d' accuitilateur cinétique du gb nérateur fonctionnant alors en moteur.L'inconvénient de cette solution résidant dans sa complexité technologique.La réalisation d'un générateur d' électricité b haute vitesse (20.000 & 30.000 tours par minute ) est d'une haute technicité.En effet la puissance électrique transformée est fonction de la vitesse angulaire,l'accumulation d'énergie cinétique est fonction du carré de cette vitesse d'où la nécessité de faire tourner le rotor à très grande vitessse.De plus ce dispositif ntenlbse pas l'inconvénient cité précédement c'est à dire une masse dont la translation permanente annule une partie des avantages décrits Le dispositif suivant l'invention permet l'utilisation des avantages que crée la récupération et l'enmagasinage de l'énergie cinétique dans un accumulateur d'énergie cinétique de rotation lors des ralentissements et des descentes,en se servant des éléments lourds existants déj & de part la constitution mOme du véhicule.Dans le cas particulier des véhicules élec- triques,les accumulateurs d'énergie électrique de par leur poids propre sont tout désignés pour remplir ce rôle. Dans le cas des véhicules non électriques,on peut envisager à'utiliser certains orga'ies dont la masse et la fonction permettraient d'utiliser leur masse comme vecteur d'énergie ciné tique.Suivant l'invention,le dispositif comporte un volant d'inertie rotatif mécaniquement relié aux roues du véhicule,caractérisé en ce que ledit volant est constitué par le réservoir même d'énergie du moteur du véhicule. Selon un mode de réalisation de l'intention l'accumulateur cinétique est composé d'un ou plusieurs accumulateurs, piles ou batteries,de constitution et de principe de fonctionnement connus,mais disposés de telle façon qu'ils puissent tourner auteur d'un ase,pour des raisons d'équilibrage, faciles à coiprendre,le centre de gravité de la masse en rotation sera confondu avec le centre de rotation dudit volant d'accumulation d'énergie cinétique. La description qui va suivre fatte en regard des dessins annexés donne à titre d'exemple nullement limitatif un mode de réalisation conforme à l'invention.La figure I représente schématiquement le dispositif suivant l'invention appliqué au cas d'une source d'énergie électrique.En se référant à la figure I l'accumulateur d'énergie électrique 3 est disposé dans un conteneur étanche I fermé par un couvercle 2 Ce conteneur ayant une résistance mécanique suffisante pour résister à la force centrifuge exercée par l1accumulateur 3 lors de la rotation de l'ensemble. Les éléments de l'accumulateur électrique I étant disposés de telle façon que les effets de la force centrifuge et des accélérations radiales lors des variations de vitesse angulaire soient le moins préjudiciable & BR re b celui de l'axe de rotation X,Y, les effets mécaniques de la force centrifuge seront ainsi plus facilement abserbés.Le conteneur I est mon- té sur un dispositif rotatif constitué d'un roulement à billes T ,d'une butée b billes 9 ,d'un manchon 8 le roulement à billes 7 et la butée & billes 9 sont montés d'une part sur le manchon 8 , lui-même solidaire en rotation de l'arbre I2 ,donc du conteneur I ,d'autre part sur le bâti fixe IO. Dans le cas d'un volant d'énergie cinétique composé d'un réservoir d'énergie autre que d'énergie électrique , le remplissage de ce réservoir cloisonné afin d'éviter les transferts parasites lors des variations d'énergie cinétique , donc de vitesse angulaire , steffectue,par ex- emplie par l'intèrieur de l'arbre I2 . Le carburant passe par le tube co-axial II à l'arbre I2 ,arbre de transmission de l'énergie cinétique. Ce tube de remplissage et d'aIiventation du moteur se prolonge en 4 et 5 à l'interieur du volant réservoir I . Le tube circulaire 5 percé par endroit , permet de récupérer le carburant lors de sa centrifugation. Que le carburant soit liquide ou pulvérulent , une pompe sera nécessaire à ses transits.Evidement, dans le cas d'un volant réservoir d'énergie-électrique la continuité électrique sera assurée par une bague tournante et un balai fixe ou inversement . Dans le cas d'un volant réservoir de liquide ou de peudre carburant , la continuité mécanique sera assurée par un tube étanche et un joint tournant. La description qui va suivre , faite en regard de la figure 2 planche II , denne à titre d'exemple explicatif et nullement limitatif , un mode de réalisation de 11 implantation cinématique du dispositif accumulateur d' énergie cinétique précedement décrit , conforme à l'invention dans us véhicule équipé d'un tel dispositif. Cette chatte cinématique est composée de la roue motrice I5 reliée un variateur continu de vitesse I9 par l'intermédiaire de l'embrayage à commande volontaire I4 , le variateur de vitesse I9 est réversible , c' est à dire que l'arbre primaire 17 et l'arbre secondaire I8 set tour à tour "monant" et "moné" suivant que le véhicule est en phase d'accéleration ou de décélération .Le variateur de vitesse 19 est lié en rotation au réservoir jouant le rôle de volant dtinertie 16 lequel est entraîné par le latent 24 par l'intermédiaire d'un second embrayage 21 b ce-i-de asservie à la vitesse du moteur , ou encore centrifuge. Le moteur 24 est alimenté en énergie par la conduite 20 ,issue du volant réservoir IB Le moteur 24 ne fonctionne que lorsque le niveau énergie cinétique descend en dessous d'une valeur prédéterminée .L'embrayage 21 est user- vi & une commande tachymétrique 22 afin que le moteur paisse "relancer" le volant réservoir afin que l'énergie cinétique disponible soit toujours comprise dans une fourchette prédéterminée. L'accélération du véhicule , sa vitesse en palier et son freinage sont assurés par le variateur de vitesse 19 situé entre le volant rEser- voir 16 et la roue motrice I5 . En accélération , en palier ou en côte l'embrayage I4 étant embrayé , l'arbre IE étant menant , le , volant réser voir I6 joue le rôle de générateur d'énergie et la variation plus ou moins rapide du rapport de transformation du variateur de vitesse 19 condition- ne la puissance de l'accélération . Inversement la variation en sens inverse de ce rapport de transformation du variateur de vitesse I9 conditionne la puissance de décélération du véhicule. L'arbre 18 devenant l'arbre "mené" et l'arbre I7 devenant 1 'arbre "monant" .Le volant réservoir se comporte alors en accumulateur d'énergie cinétique . Comme sur tout véhicule l'embrayage I4 sert X à débrayer la force propulsive lors d'un arrêt complet qui est alors obtenu par l'action du frein classique 13 L'invention n'est donc pas limitée au seul cas des véhicules & propul sion électrique , mais elle s'applique également aux véhicules utilisant une source d'énergie de type différent , tel un carburant liquide ou pulvérulent dans le cas d'un moteur à combustion interne ou externe. On prévoira donc un aménagement convenable du réservoir en volait d1 inertie comme par exemple dans la description précédente. REVENDICATIONS t I ) Dispositif accumulateur d'énergie cinétique notaient pour véhicule aruto- mobile motorisé , comportant un volant d'inertie rotatif , mécaniquement lié aux roues du véhicule , caractérisé en ce que ledit volant est constitué par le réservoir d'énergie du véhicule. 2') Dispositif suivant la revendication I ,caractérisé en ce que ledit réservoir est monté sur le véhicule de manire que son centre de gravité soit situé sur l'axe de rotation du volant qu'il constitue. 3w) Dispositif suivant la revendication I ou 2 ,caractérisé en ce que ledit réservoir est monté entre deux embrayages , un à commande asservie à la vitesse du volant réservoir d'énergie cinétique , l'autre à une ca mande volontaire liée aux roues du véhicule. 4 ) Dispositif suivant l'une des revendications précédentes , caractérisé en ce que ledit volant est constitué par un accumulateur d'énergie électrique , étanche de préférence , à électrolyte sec , liquide ou gélifié. s') Dispositif suivant la revendication 4 , caractérisé en ce que ledit accumulateur est agencé pour résister aux forces centrifuges prenant nais sance dans le volant. 6 ) Dispositif suivant la revendication 5 , caractérisé en ce que ledit accumulateur comporte des éléments disposés dans des plans perpendiculaires à l'axe de rotation du volant. 7 ) Dispositif suivant l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ledit accumulateur est muni de bagues conductrices d'électricité coopérant avec des balais afin d'assurer la continuité électrique du dispositif , afin de pouvoir charger et décharger ledit accumulateur d'@@@@@ cité. 8 ) Dispositif suivant l'une des revendications I å 3 , caractérisé en ce que ledit volant est constitué par un réservoir de carburant liquide ou pulvérulant ou gélifié. 9 ) Dispositif suivant la revendication 8 ,caractérisé en ce que ledit réservoir est constitué par l'assemblage par leur grande base de deux pinces tronconiques comportant à la périphérie interieure de leur plus grande base cl tune , dans le plan médian , un tube perforé relié par un conduit b joint tournant , à des moyens d'alimentation en carburant du moteur du véhicule. Ce montage permettant aussi de remplir le réservoir du véhicule lorsque celui-ci est vide.