Brevet FR2445472A1 — publié le 19800725

La présente invention concerne le secteur technique des transmissions hydrostatiques de puissance et plus particulièrement des transmissions hydrostatiques adaptées à des véhicules lourds à roues ou à chenilles. Dans ce domaine des transmissions hydrostatiques de puissance, il est connu d'utiliser des moteurs hydrauliques à cylindrée variable pour faire varier la vitesse du véhicule par réduction de la cylindrée du récepteur sans augmenter le débit d'huile délivré par le générateur. Cette utilisation de moteurs à cylindrée variable, très séduisante sur le plan hydraulique, présente néanmoins des limitations. En effet pour conserver un rendement correct, dans ce genre de transmissions, il est déconseillé d'utiliser le moteur à cylindrée variable dans une gamme de cylindrée inférieure au tiers de la valeur de la cylindrée maximale Cette utilisation dans une plage limitée de cylindrée ne permet pas toujours d'obtenir une gamme complète de couples et de vitesses.Pour obtenir celles-ci on est alors obligé d'utiliser un rapport de boîte important et donc d'augnenter le notre des moteurs hydrauliques errq?loyés ou d'utiliser des moteurs de plus grande opacité ou même encore d'utiliser un réducteur de vitesse à deux ou plusieurs rapports. Le but de l'invention est de fournir un dispositif permettant d'obvier aux inconvénients précités en couvrant la gamme des vitesses et des couples exigés pour la propulsion d'un véhicule lourd, sans discontinuité de vitesse pour un mye rapport de boîte, tout en utilisant un nombre d'éléments hydrauliques in ferreur au nombre nécessaire en configuration classique. Un autre but de l'invention est d'accroitre la puissance apparente de la transmission, ainsi que de permettre l'utilisation en récepteur à cylindrée variable de certains moteurs à cylindrée fixes intéressants par leurs caractéristiques couple et vitesse mais dont l'emploi n'avait pu être envisagé sur des véhicules mobiles en raison précisement de la fixité de la cylindrée. L'objet de l'invention est donc un récepteur hydraulique à cylindrée variable comprenant des moteurs hydrauliques alimentés par au moins un circuit de distribution de fluide dont la caractéristique est de comprendre au moins un moteur à cylindrée fixe alimenté par au moins une pompe et des moyens hydrauliques de variation uniforrae du couple et de la vitesse, liés au premier moteur par un moyen mécanique. Selon un mode de réalisation, les moyens hydrauliques de variation du couple et de la vitesse sont constitués par au moins un moteur-po'pe à cylindrée variable et par des moyens de commande de la cylindrée permettant le fonctionnement continu du moteur-pompe depuis la cylindrée maximale de fonctionnement en rompe jusqu'à la cylindrée maximale de fonctionnement en moteur. Selon ce même mode de réalisation, le circuit de distribution comprend une pompe unique pour l'alimentation en parallèle du moteur à cylindrée fixe et du moteur-pompe à cylindrée variable. De plus, le moyen de liaison mécanique entre le moteur à cylindrée fixe et le moteur pompe à cylindrée variable peut être réalisé de façon avantageuse au moyen d'un arbre de transmission. En outre, le moyen de liaison mécanique peut comprendre de façon intéressante un réducteur à au moins un rapport de réduction. L'invention a également pour objet une transmission hydraulique pour véhicule à roues ou à chenilles équipé d'un moteur athermique dont la caractéristique est d'utiliser un nombre pair de récepteurs hydrauliques tels que définis ci-dessus, chacun de ces récepteurs entraînant en rotation une roue ou le barbotin d'une chenille, la pompe de chaque récepteur étant entrainée en rotation par le moteur thermique au moyen d'un train réducteur. L'invention sera mieux comprise, à la lumière de la description suivante, en rapport avec les dessins annexés, illustrant de façon non limitative un mode de réalisation. Sur is planches , sont représentés de façon schématique - à la figure 1, le dispositif selon l'invention dans son mode de fonc tionnement à vitesse maximale, mode dans lequel le moteur pompe à cy lindrée variable, génère une partie du débit du fluide utilisé par le moteur à cylindrée fixe; - à la figure 2, le même dispositif dans son mode de fonctionnement à cou ple maximal, pendant lequel le moteur-pompe à cylindrée variable fonction ne On- iroteur et absorbe une partie du débit fourni par la pompe d'alimentation;; - à la figure 3, un exemple non limitatif d'application du dispositif selon l'invention au cas d'un véhicule à chenilles pour lequel deux récepteurs hydrauliques selon l'invention sont montés de façon symétrique pour entrai ner chacun une chenille du véhicule. En reférence à la figure 1, le récepteur hydraulique selon l'invention com- prend un moteur hydraulique à cylindree fixe 1 alimenté en fluide par un circuit de distribution 2 qui se divise en deux branches 2a et 2b, la branche 2a étant directeraent reliée au moteur 1 et la branche 2b à des moyens hydrauliques de variation uniforme du couple et de la vitesse du récepteur. Ces moyens sont constitués par un moteurlsompe 3 à cylindrée variable. Le circuit de distribution 2 forne une ligne de pression unique1 les deux branches 2a et 2b se réunissant pour former un circuit ferme comprenant la pom- pe d'alimentation 4 à cylindrée variable. Le moteur à cylindrée fixe 1 et les moyens de variation uniforme du couple et de la vitesse, ici le moteur-pompe à cylindrée variable, sont reliés par un moyen mécanique représenté schématiquement par un arbre 5 portant un réducteur 6. La figure 3 précise un mode de réalisation effectif de ce moyen de liaison mécanique entre le moteur à cylindrée fixe 1 et le moteur-pompe à cylindrée variable 3. Selon ce mode de réalisation, le réducteur comporte un seul rapport de réduction réalisé au moyen de deux engrenages 7a et 7b montés chacun sur 1' arbre respectivement 8 a et 8b de sortie de chacun des moteurs 1 et 3. Le barbotin d'entraînement 9 de la chenille est entraîné directement par l'arbre de sortie du moteur 1 à cylindrée fixe. La variation de la cylindrée de la pompe 4 et du moteur-pompe à cylindrée variable est réalisée par deux dispositifs de régulation tachyrnétrique. Celui de ces dispositifs qui est monté sur le moteur-pompe à cylindrée variable permet pour ce dernier un fonctionnement en récepteur si sa cylindrée est positive et en pompe si la cylindrée est négative. le fonctionnement du dispositif va être explicité plus en détail à l'aide d'un exemple précis de réalisation. Dans cet exemple, la cylindrée maximale du moteur pompe 3 à cylindrée variable est de 0,475 dm3 par tours, le réducteur a un rapport de réduction égal à 4 et le moteur 1 est un moteur semi-rapide à fort couple de 3,6 dm3 par tour de cylindrée. Dans son fonctionctionnement à couple maximal figure 2), le moteur 3 à cylindrée variable du récepteur fonctionne en moteur et absorbe une partie q3 du débit q de sortie de la pompe 4. Le moteur 3 fournit alors du couple au récepteur. Ainsi le couple maximal du récepteur sera la sortie du couple fourni par le moteur à cylindrée fixe et de celui du moteur à cylindrée variable à la sortie du réducteur. La vitesse de sortie du réducteur sera alors dans sa plage rinimale, elle sera égale au cuotient du debit de sortie de pompe q sur la cylindrée du receptour, celle-ci étant égale à (cylindrée du moteur variable x rapport de réduction+cylindrée moteur fixe). Dans l'exemple r.umérisue cité, le couple raxir.al obtenu corpte-tenu dos rendements a ainsi été de 6795,3 m.daN pour une vitesse de sorte t1 de E2,5 tr/rn, la pression dans le circuit de distribution étant de ssOC bars. En fonctionnement à vitesse raxiirale (figure 2), le moteur-pompe 3 à cylindrée variable du récepteur fonctionne en pompe et débite une partie de fluide q3 s'ajoutant au débit de la pompe pour alirnter le moteur l à cylindrée fixe. Ainsi le moteur-pompe 3 absorbe du couple et, fournissant du débit au moteur l, augmente la vitesse de rotation du récepteur. Le débit Q à l'entrée du moteur à cylindrée fixe est alors egal à la som ire des débits de la pompe principale q et du moteur-pompe variable c,3. La vites se N, est alors maximale et donnée par le quotient du débit total Q sur la cylindrée du moteur q, le débit total étant égal à Q = débit pompe + (cylindrée max.moteur 1 x rapport de réduction x vitesse max). ou encore, selon l'exeeple numérique: N1 max = q + 50,475 x 4 x N1 max). 3,6 La vitesse maximale est alors égale, compte-tenu des rendements, à 662,9 train pour une pression de fluide en sortie de pompe de 150 bars, le couple de sortie étant de 586,6 m.daN. Entre ces deux points extrêmes, les variations du couple et de la vitesse sont effectuées de façon continue en faisant varier la cylindrée du récepteur variable ou le débit de fluide fourni au moteur l à cylindrée fixe. Ainsi par réduction de la cylindrée du moteur-pompe 3 à cylindrée variable au moyen de sa régulation tachymétrique jusqu'à la rendre nulle, on rait passer la cylindrée du récepteur de sa valeur maximale jusqu'à la valeur de cylindrée du moteur fixe 1. La vitesse N, de rotation de 1' arbre de sortie ainsi obtenue dans cette plage de fonctionnement est égale au quotient du débit de la pompe sur la cylindrée du moteur fixe. L'autre mode de variation qui entre également en jeu est obtenu par augnen- tation du débit fourni au moteur à cylindrée fixe l par le moteuratpe à cylindrée variable fonctionnant en pompe. Ia vitesse de sortie est alors donnée par la formule N1 Débit pompe + (cyl. moteur variable x rapport réduction X Nl) cylindrée moteur fixe ou encore N1 = Débit de la pompe cyl. moteur fixe - (rapport de réduction x cylindrée mot-variable) Par ces divers modes de fonctionnement combinés entre le point de fonc tionnernent couple maximal-vitesse minimale et le point vitesse maximale-couple minimal, on a donc obtenu une variation uniforme des vitesses et des couples de sortie, ceci pour un seul rapport de réduction mécanique. L'invention a donc pour avantage un meilleur fonctionnement du véhicule sur lequel ces récepteurs sont montés ainsi qu' une diminution importante de poids due à la simplification de la boite mécanique de vitesse associée. Un autre avantage de l'invention est de fournir une transmission simple, de faible enctbrement et qui permet de bGneficier sur un véhicule des forts couples disponibles au moyen de moteurs à cylindrée fixe tout en bénéficiant de la souplesse d'emploi des moteurs à cylindrée variable. L'invention est donc applicable à tous les véhicules à roues ou à chenilles de forte puissance pour lesquels des impératifs de poids et de volume stricts sont imposés et qui nécessitent un fonctionnement sans à-coups. R t V E N D I C A T I O N S 1 - Récepteur hydraulique à cylindrée variable comprenant des moteurs hydrau liques alimentes par au moins un circuit de distribution de fluide caractérisé en ce qu'il comprend au moins un moteur à cylindrée fixe alimenté par au moins une pompe et des moyens hydrauliques de variation uniforme du couple et de la vitesse du récepteur, liés au moteur à cylindrée fixe par un moyen mécanique. 2 - Récepteur hydraulique à cylindrée variable selon la revendication l, carac térisé en ce que les moyens hydrauliques de variation du couple et de la vi tesse sont constitués par au moins un moteur-pompe à cylindrée variable et par des moyens de commande de la cylindrée permettant le fonctionnement con tinu du moteur-pompe depuis la cylindrée maximale de fonctionnement en pompe jusqu'à la cylindrée maximale de fonctionnement en moteur. 3 - Récepteur hydraulique à cylindrée variable selon la revendication 2, carac térisé en ce que le circuit de distribution comprend une pompe unique pour l'alimentation en parallèle du moteur à cylindrée fixe et du moteur-pompe à cylindrée variable. 4 - Récepteur hydraulique à cylindrée variable selon l'une quelconque des re vendications i et 2,caractér'sé en ce que le moyen de liaison mécanique en tre le moteur à cylindrée fixe et le moteur-pompe à cylindrée variable comprend un arbre de transmission. 5 - Récepteur hydraulique à cylindrée variable selon l'une quelconque des re- vendications 1,2 ou 4, caractérisé en ce que le moyen de liaison mécanique comprend un réducteur à au moins un rapport de réduction. 6 - Récepteur hydraulique à cylindrée variable selon 1 'une quelconque des re vendizations 1 à 5 caractérisé en ce que les moyens de amande de la cylin drée variable du moteur-pompe sont constitués par une regulation tachymétrique. 7 - Transmission hydraulique pour véhicule à roues ou à chenilles équipé d'un moteur thermique,caractérisée en ce qu'elle comprend un rombre pair de récep teurs hydrauliques selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, chacun de ces récepteurs entrainant en rotation une roue ou le barbotin d'une che nille, la pompe de chaque récepteur étant entrainée en rotation par le moteur thermique au moyen d'un train réducteur.