Brevet FR2402128A1 — publié le 19790330

La présente invention concerne les moyens de transport et a notamment pour objet une transmission hydraulique pour un moyen de transport. Les transmission hydrauliques réalisées selon la présente invention peuvent être utilisées le plus avantageusement dans les véhicules automobiles. Sont connues des transmissions hydrauliques pour les moyens de transport, dont chacune comporte un embrayage et un convertisseur de couple hydraulique comprenant un manchon de blocage de ses roues de turbine et de pompe reliées respecUvement au vilebrequin du moteur de transport et à l'arbre de 11 embrayage, lesdits embrayage et convertisseur de couple hydraulique étant cinématiquementliés entre eux. Le manchon de blocage des roues du convertisseur de couple hydraulique possède un plateau de friction relié à la rouede turbine et un plateau de pression formant avec la roue de la pompe une chambre à volume variable qui, par l'intermédiaire d'une soupape commandée par un capteur de la vitesse de rotation du vilebrequin du moteur du moyen de transport, est mise en communication avec une source de fluide sous pression. La cavité du convertisseur de couple hydraulique formée par ses roues est mise en communication avec cette même source à travers la soupape précitée.Pour l'embrayage et le débrayage t prévu un dispositif comportant un vérin de commande dont l'élément mobile (piston) est relié mécaniquement au plateau de pression de ltembrayage, alors que la cavité de ce vérin de commande est alternativement mise en communication, par l'intermédiaire d'une soupape, avec une source d'air comprimé, et à travers un orifice d'étranglement, avec l'atmosphère. La soupape est commandée par le conducteur au cours du changement de vitesse. Dans cette transmission hydraulique, l'embrayage s'effectue lorsque la cavité du vérin de commande est mise en communication avec l'atmosphère, et le débrayage a lieu lorsque ladite cavité estmise en communication avec la source de pression. Le fait que la cavité du vérin de commande communique avec l'atmosphère à travers un orifice d'étranglement dont la section est constante, a pour conséquence que, indépendamment du régime de fonctionnement du convertisseur de couple hydraulique, la pression dans le vérin de commande lors de l'embrayage varie conformément à une même loi.Par conséquent, à une vitesse relativement élevée de rotation du vilebrequin du moteur, il se produit un patinage considérable des éléments de friction faisant partie de 11 embrayage, ce qui provoque leur usure rapide et réduit par conséquent la durée de vie de la transmission hydraulique. La présente invention vise à éliminer les inconvénznts mentionnés. On s'est proposé pour cela de créer une transmission hydraulique pour un moyen de transport, dans laquelle la variation de la pression de l'air à l'intérieur du yérin de commande du dispositif d'enclenchement et de déclenchement de l'embrayage s'effectuerait en fonction du régime de fonctionnement du convertisseur de couple hydraulique. Ce problème est résolu du fait que la transmission hydraulique pour un moyen de transport du type comprend un embrayage et un convertisseur de couple hydraulique pourvu d'un manchon à friction de blocage de ses roues commandé par la pression d'un fluide sur un signal fourni par un capteur de la vitesse de rotation du vilebrequin du moteur de transport, ledit embrayage et ledit convertisseur de couple hydraulique étant reliés cinématiquement entre eux, et un dispositif d'enclenchement et de déclenchement de l'embrayage, possédant un vérin de commande dont l'élément mobile est relié mécaniquement à lrélément menant de l'embrayage, alors que sa cavité est alternativement mise en communication, par l'intermédiaire d'une soupape à commande forcée, avec une source d'air comprimé, et à travers un orifice d'étrangement, avec l'atmosphère, ladite transmission hydraulique étant caractérisée, suivant l'invention, en ce que la communication de la cavité du vérin de commande du dispositif d'enclenchement et de déclenchement de l'embrayage avec l'atmosphère se fait en outre à travers un dispositif à soupape commandé par la pression du fluide sur un signal fourni par le capteur de la vitesse de rotation du vilebrequin du moteur du moyen de transport, ledit dispositif à soupape étant relié à ladite soupape à commande forcée. Il est avantageux que le dispositif à soupape comprenne un vérin et un piston pourvu d'une tige et formant à l'intérieur du cylindre une cavité côté piston se remplissant d'un fluide sous pression sur un signal fourni par le capteur de la vitesse de rotation du vilebrequin du moteur du moyen de transport, et une cavité côté tige qui est mise en communication permanente avec l'atmosphère et qui, par ltintermédiaire d'une soupape sollicitée par un ressort et coopérant avec l'extrémité libre de la tige du piston, est séparée de la cavité formée par le vérin et un couvercle adjacent à celui-ci, cette cavité étant mise en communication avec la cavité du vérin de commande. Un tel mode de réalisation du dispositif à soupape est, du point de vue d- construction, le plus simple et le plus fiable en exploitation. Il est non moins avantageux de fabriquer le couvercle du dispositif à soupape en un matériau élastique et de le relier rigidement à la soupape. L'utilisation du couvercle en matériau élastique et sa liaison rigide avec la soupape permettent de prolonger la durée de vie de la transmission hydraulique. La mise en oeuvre de l'invention proposée donne la possibilité de réaliser une-transmission hydraulique assurant une mise en marche douce du moyen de transport en même temps que des caractéristiques dynamiques dudit moyen de transport tout en augmentant sa fiabilité en fonctionnement et en prolongeant sa durée de vie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, de plusieurs exemples de réalisation concrets mais non limitatifs, faite en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement avec arrachements partiels, la transmission hydraulique d'un moyen de transport selon l'invention, illustrant un mode de réalisation du dispositif à soupape - la figure 2 représente un autre mode de réalisation du dispositif à soupape - la figure 3 représente encore un autre mode de réalisation dudit dispositif - la figure 4 est un graphique montrant la variation de la pression dans la cavité de commande lors de ltembrayage. La transmission hydraulique comporte, montés dans un corps 1 (figure i) et reliés entre eux cinématiquement, un embrayage 2 et un convertisseur de couple hydraulique 3, Le vilebrequin (non représenté) du moteur du moyen de transport est relié à la roue de pompe 4 du convertisseur de cpuple hydraulique 3, dont la roue de turbine 5 est rigidement assemblée à un arbre 6 qui, à son tour, est assemblé au volant 7 de ltembrayage 2. La roue du réacteur 8 faisant partie du convertisseur de couple hydraulique 3 est reliée au corps 1 par l'intermédiaire d'une roue libre 9. Dans le convertisseur hydraulique de couple 3 est monté un manchon 10 de blocage de ses roues 4 et 5.Sur la roue de turbine 5 est monté le disque Il du manchon de blocage 10, ledit disque étant susceptible de se déplacer axialement. Un plateau de pression 12 est placé à l'intérieur d'un carter 13 rigidement lié à la roue de pompe 4, et forme avec ce carter une chambre 14 à volume variable, mise en communication à travers un orifice 15, un canal 16 pratiqué dans l'arbre 6 et une canalisation d'huile 17, avec une soupape de commutation 18. La cavité 19 du convertisseur de couple hydraulique 3 est mise en communicaticri par l'internédiaire d'un canal 20 et-d'une canalisation d'huile 21 avec la soupape de commutation 18. La soupape de commutation 18 comprend un corps 22 percé dtorifices servant au raccordement des canalisations d'huile 17 et 21, et un tiroir 23 à ressort. La soupape de commutation 18 est mécaniquement reliée à un capteur de la vitesse de rotation du vilebrequin du moteur du moyen de transport, ledit capteur étant réalisé sous forme d'un régulateur centrifuge 24. Sous l'action de ce régulateur, le tiroir 23, lors de son déplacement, obture les canalisations d'huile 17 et 21. La soupape de commutation 18, par l'intermédiaire d'une canalisation dthuile 25, est mise en communication avec une pompe 26 communiquant à son tour avec un réservoir à liquide 27. Une soupape limitatrice 28 est mise en communication avec la canalisation d'huile 25 en parallèle à la pompe 26. La cavité 19 du convertisseur de couple hydraulique 3 est mise en communication par l'intermédiaire d'une canalisation d'huile 29 et d'une soupape limitatrice 30 avec un refroidisseur d'huile 31 communiquant avec le réservoir 27. Pour l'enclenchement et le déclenchement de ltem- brayage 2 on utilise un dispositif 32 comportant un vérin de commande 33, dont l'élément mobile 34 est mécaniquement relié au plateau de pression 35 de l'embrayage 2. Ltélément mobile 34 est réalisé sous forme d'un piston qui sera désigné dans ce qui suit par le chiffre de référence 34. La liaison mécanique du piston 34 et de l'élément menant faisant partie de l'embrayage 2, c'est-à-dire du plateau de pression 35, est assurée par l'intermédiaire d'une tige 36, d'un levier 37, d'un élément de pression 38 et d'un ressort à plateau 39. Le plateau de pression 35 assure le serrage du disque mené 40 de l'embrayage 2 contre son volant 7. La cavité 41 du vérin de commande 33 est mise en communication par l'intermédiaire d'une canalisation 42 avec une soupape 43 mettant alternativement en communication la cavité 41 du vérin de commande 33 avec une source 44 d'air comprimé et,à travers un orifice dwétranssement 45, avec 1 l'atmosphère. La commande de la soupape 43 est effectuée par un électro-aimant 47 excité par un accumulateur 46 lors de l'actionnement de l'interrupteur 48 relié au levier 49 du mécanisme de changement de vitesses de la boite de vitesses 50. La cavité 41 du vérin de commande 33 est aussi mise en communication avec l'atmosphère à travers un dispositif à soupape 51 communiquant avec la soupape à commande forcée 43 et commandé par la pression du fluide sur un signal fourni par le capteur de la vitesse de rotation du vilebrequin (non représenté) du moteur, ctest-à-dire par le régulateur centrifuge 24. L'introduction du dispositif à soupape 51 permet de réduire la durée de l'enclenchement de l'-embrayage 2 au cours du mouvement du véhicule automobile à des vitesses relativement élevées. Le dispositif à soupape 51 comporte un vérin 52 dans lequel est monté un piston 53 sollicité par un ressort et muni d'une tige 54. Le piston 53 forme avec le vérin 52 une cavité 55 c8té piston, dont le volume est variable et qui est mise en communication avec la soupape de commutation 18 par l'intermédiaire d'une canalisation d'huile 56. La cavité 57 dans laquelle est disposée la tige 54 est mise en communication permanente avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'un canal 58, et elle est séparée, par l'intermédiaire d'une soupape 59 à ressort 59a, d'une cavité 60 commnuniquant,par l'intermédiaire d'une canalisation 61, de la soupape 43 et de la canalisation 42, avec la cavité 41 du vérin de commande 33. La cavité 60 est formée entre un couvercle 62 et une pièce 63 assemblée rigidement au vérin 52. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le couvercle 64 (figure 2) du dispositif à soupape 65 est constitué par un matériau élastique, par exemple par du tissu gommé ou caoutchoui. Il est possible de réaliser le couvercle 64 en d'autres matériaux élastiques appropriés. Pour ce mode de réalisation de l'invention, la soupape 59 est fixée rigidement au couvercle 64 et le ressort 59a se trouve entre le couvercle 64 et une pièce 66. Un tel mode de réalisation du couvercle 64 permet d'améliorer le processus d'embrayage en régime de mise en marche du moyen de transport. Selon un autre mode de réalisation du dispositif à soupape 67 (figure 3), le couvercle 64 est directement adjacent à un trou pratiqué dans la pièce 63 assemblée rigidement au vérin 52. Une soupape 68 est fixée à celle des surfaces du couvercle 64 qui est opposée à sa surface adjacente au trou pratiqué dans la pièce 63. Le ressort 59a se trouve entre la soupape 68 et la pièce 66. La transmission hydraulique fonctionne de la manière suivante. Le moteur du moyen de transport atant mis en marche, le conducteur commence, à l'aide du levier 49, à engager la vitesse requise dans la boite de vitesses 50. L'interrupteur 48 est alors actionné, ses contacts se ferment et un courant électrique passe par l'enroulement dede-1Pélectro-aimant 47. Un élément mobile 69 (figure 1) faisant partie de la soupape 43 met en communication la cavité 41 du vérin de commande 33 avec la source d'air comprimé 44. L'embrayage 2 se déclenche. Dès que 11 engagement de la vitesse requise dans la boite de vitesses 50 est terminé, le conducteur relâche le levier 49, les contacts de l'interrupteur 48 s'ouvrent et l'enroulement de l'électro-aimant 47 est mis hors circuit- Il en résulte que l'élément mobile 69 de la soupape 43 se déplace vers le bas (suivant le dessin) en coupant la communication avec la source 44 et en mettant la cavité 41 du vérindde commande 33 en communication avec-l'atmosphère à travers l'orifice d'étranglement 45. L'embrayage 2 s'enclenche. La variation de la pression d'air dans la cavité 41 au cours de l'embrayage se caractérise par la courbe 1 de la figure 4, dans laquelle P est la pression dans la cavité 41 du vérin de commande 33 t est le temps nécessaire à l'enclenchement de l'embrayage; t'1 est le temps d'achèvement de l'enclenchement de l'embrayage P1 est la pression, dont la valeur est égale à la valeur de la pression de la source 44 P2 est la valeur de la pression d'air à laquelle les jeux entre le disque mené 40 et le plateau de pression 35 sont rattrapés et l'embrayage 2 commence à transmettre le couple moteur de frottement. En régime de mise en marche, il est nécessaire d'assurer un enclenchement doux de l'embrayage pour éviter les secousses du moyen de transport. A mesure de 'augmentation de la vitesse de rotation du vilebrequin du moteur du moyen de transport, augmente la vitesse de rotation de la roue de pompe 4 faisant partie du convertisseur de couple hydraulique 3, et par conséquent, de la roue de turbine 5 dudit convertisseur de couple hydraulique. Ainsi fonctionne la transmission hydraulique en régime de mise en marche et à l'étape initiale du mouvement du moyen de transport. A chaque changement de vitesses subséquent dans le boite de vitesses 50 s'effectuent le déclenchement et l'enclenchement de l'embrayage de la manière décrite ci-dessus. A mesure de l'augmentation de la vitesse de rotation du vilebrequin du moteur du moyen de transport et de l'augmentation de sa vitesse, le régulateur eentrifuge 24 déplace le tiroir 23 vers la droite (suivant le dessin), ce qui provoque une élévation de la pression du fluide dans la chambre 14 et un abaissement de la pression du fluide dans la cavité 19. Il en résulte que le plateau de pression 12 se déplace vers la droite en agissant sur le disque 11, ce qui provoque le blocage des roues de pompe 4 et de turbine 5 faisant partie du convertisseur de couple hydraulique 3. La pression du fluide dans la chambre 14 allant en augmentant, la pression du fluide dans la cavité 55 du vérin 52 augmente elle aussi. Le piston 53 se déplace alors vers le droite et agit par l'intermédiaire de sa tige 54 sur la soupape 59 en la déplaçant à droite, de sorte que la cavité 60 et la cavité 41 communiquant avec la cavité 60 au régime d'enclenchement de l'embrayage sont mises en communication avec l'atmosphère par l'interméiaire du canal 58. Au régime considéré de la vitesse de mouvement et lors du mouvement du moyen de transport à une vitesse plus élevée, le changement de vitesses dans la boite de vitesses 50 entraîne le déclenchement de l'embrayage 2 de la manière décrite plus haut. Cependant, l'enclenchement de l'embrayage après l'achèvement du changement de vitesses dans la boite de vitesses 50 s'effectue beaucoup plus rapidement, puisque l'air comprimé de la cavité 41 du vérin de commande 33 sort de celle-ci simultanément à travers l'orifice d'étranglement 45 et à travers le canal 58 lorsque la soupape 59 est ouverte. La courbe 2 (figure 4) correspond à ce régime d'enclenchement de l'embrayage. Etant donné que l'enclenchement de l'embrayage seofait plus vite, le frottement de l'embrayage est considérablement réduit, ce qui conduit à une élévation de fiabilité de fonctionnement de la transmission hydraulique à une prolongation de sa durée de vie. De plus, la durée de rupture du flux de puissance ayant lieu après le changement de vitesse requis dans la boite de vitesses 50 diminue d'une valeur égale à la différence t'1 - t'2 , où t'2 est le temps d'achèvement de l'enclenchement de l'embrayage 2 lors du fonctionnement du dispositif à soupape 51. En cas d'utilisation du couvercle élastique 64, le processus d'enclenchement de l'embrayage 2 après le changement de vitesse dans la boite de vitesses 50, si le moyen de transport marche en régime de blocage du convertisseur de couple hydraulique, est lui aussi caractérisé par la courbe 2, puisque la soupape 59 est ouverte. Toutefois, en régime de mise en marche du véhicule automobile, lorsque la pression du fluide dans la cavité 55 est égale à zéro, l'abaissement de la pression d'air dans la cavité 41 du vérin de commande jusqu'à la valeur P2 s'effectue suivantXla courbe 2, tandis que l'abaissement ultérieur de la pression de la valeur P2 jusqu'à la valeur nulle se fait suivant la courbe 3. Cela est dA au fait qu'en régime d'enclenchement de l'embrayage, lors de la variation de la pression d'air dans la cavité 60 de la valeur P1 jusqu'à la valeur P2, ladite pression, en agissant sur le couvercle élastique 64, surmontée la résistance de la soupape 59 à ressort et ouvre cette soupape en l'écartant de la pièce 63 et en formant ainsi un jeu entre la soupape et la pièce. Lors de l'abaissement de la pression de la valeur P2 jusqu1à la valeur nulle, la soupape 59 est étroitement serrée contre la pièce 63, c'est-à-dire fermée, de sorte qu'en régime d'enclenchement de l'embrayage l'air comprimé de la cavité 41 du vérin de commande 33 ne s'échappe à l'atmosphère qu'à travers l'orifice d'étranglement 45. Comme exposé plus haut, l'embrayage 2 commence à transmettre le couple moteur seulement lors de l'abaissement de la pression dans la cavité 41 jusqu'à une valeur inférieure à P,. De ce fait,le processus décrit d'enclenchement de l'embrayage lors de la mise en marche du moyen de transport ne provoque pas de secousses, mais le temps total indispensable pour l'enclenchement de l'embrayage 2 est réduit d'une valeur t1 - t3, où t3 est le temps de l'achèvement de l'enclen- chement de l'embrayage à la mise en marche du moyen de transport. On a fabriqué 10 modèles d'essai de transmissions hydrauliques conformes à l'invention pour des véhicules poids lourds (camions). Lesdits transmissions hydrauliques ont subi des essais de toutes sortes dans différentes conditions climatiques et de montage. Les essais ont prouvé les caractéristiques d'utilisation élevées des transmissions hydrauliques. Le fonctionnement de l'embrayage s'est caractérisé par une fiabilité particulière, sa durée de vie étant sensiblement prolongée. Bien entendu, l'invention n1 est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1. Transmission hydraulique pour un moyen de transport, du type comprenant, reliés entre eux cinématiquement, un embrayage et un convertisseur de couple hydraulique avec un manchon à friction de blocage de ses roues commandé par la pression d'un fluide sur un signal fourni par un capteur de la vitesse de rotation du vilebrequin du moteur du moyen de transport, et un dispositif d'enclenchement et de déclenchement de l'embrayage, possédant un vérin de commande dont l'élément mobile est mécaniquement relié à l'élément menant de l'embrayage et dont la'cavité est alternativement mise en communication par l'intermédiaire d'une soupape à commande forcée, avec une source d'air comprimé, et par l'intermédiaire d'w46rifice d'étranglement, avec l'atmosphère, caractérisée en ce que la communication entre la cavité 41 du vérin de commande 33 du dispositif 32 d'enclenchement et de déclenchement de-l'embrayage 2 et l'atmosphère se fait en outre par l'intermédiaire d'un dispositif 51 à soupape, commandé par un signal du capteur 24 de la vitesse de rotation du vilebrequin du moteur du moyen de transport et communiquant avec la soupape à commande forcée 43. 2. Transmission hydraulique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif 51 à soupape comporte un vérin 52 et un piston 53 muni d'une tige 54 et formant avec le corps du vérin 52 une cavité 55 côté piston, qui se remplit de fluide sous pression sur un signal fourni par le capteur 24 de la vitesse de rotation du vilebrequin du moteur du moyen de transport, et une cavité 57 côté tige qui est mise en communication permanente avec l'atmosphère et qui, au moyen d'une soupape 59 sollicitée par un ressort et coopérant avec l'extrémité libre de la tige 54, est séparée d'une cavité 60 formée entre le vérin 52 et un couvercle 62 adjacent à célui-ci et mise en communication avec la cavité 41 du vérin de commande 33. 3. Transmission hydraulique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le couvercle 64 est-réalisé en un matériau élastique et est rigidement assemblé à la soupape 59 à ressort.