Brevet FR2508393A1 — publié le 19821231

La présente invention concerne un véhicule à moteur à combustion interne. Dans le cadre des économies d'énergie, on a développé un véhicule à moteur comportant dans sa ligne de transmission du mouvement, une masse d'inertie susceptible d'être séparée de la ligne par deux embrayages ; cette masse qui continue à tourner lorsque le véhicule est à l'arrêt est utilisée pour remettre en route le moteur arrêté. Cela permet d'économiser du carburant et de réduire la pollution par émission de gaz nocifs. On connaît également-une solution-selon laquelle l'induit du démarreur est fixé sur un volant -d'inertie séparé de la ligne de transmission par des embrayages ; dans ce cas, lorsque la masse d'inertie est arrêtée, on démarre électriquement le moteur. Ces solutions complexes, lourdes et encombrantes, ne peuvent pratiquement pas s'appliquer à des véhicules à moteur équipés d'une transmission automatique. En outre, dans un tel véhicule, le conducteur doit manoeuvrer un organe de commande. Cela est un inconvénient, car l'attention du conducteur est déjà très sollicitée par les manoeuvres de la boîte de vitesses du fait de la densité de la circulation routière. La présente invention a pour but de créer un véhicule à moteur ne nécessitant-aucune manoeuvre supplémentaire du conducteur, mais permettant d'économiser de l'énergie. De plus, par comparaison aux solutions connues, l'invention se propose de réduire les moyens constructifs mis en oeuvre et le poids de cet équipement. A cet effet, l'invention concerne un véhicule à moteur caractérisé en ce qu'il comporte une masse d'inertie tournant de façon surmultipliée par rapport au vilebrequin du moteur, cette masse n'étant pas située dans la ligne de transmission et étant reliée au-vilebrequin du moteur par un embrayage de façon que la liaison par la force soit interrompue lorsque la pédale du moteur des gaz est en position de ralenti. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la masse d'inertie est reliée au démarreur de façon que le rotor soit solidaire de la masse d'inertie en rotation et que le stator soit solidaire du boîtier fixe dans lequel tourne la masse d'inertie. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'embrayage comporte en amont ou en aval une transmission de multiplication. Suivant une autre caractéristique, il est prévu une transmission qui se commute par le frein et l'embrayage, entre l'embrayage et le volant d'inertie de façon à augmenter le rapport de multiplication entre l'embrayage et la masse d'inertie lorsque le véhicule est en phase de décélération. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une coupe partielle de la partie avant d'un moteur de véhicule comportant un entraînement à volant d'inertie bridé latéralement sur le carter du vilebrequin - la figure 2 est une- - vue en coupe partielle d'un moteur muni d'un entraînement à volant d'inertie bridé sur la face frontale - la figure 3 est une vue en coupe partielle d'un entraînement à volant d'inertie avec un- embrayage à friction entre la transmission-de multiplication et le volant d'inertie, l'embrayage tétant suivi d'aucune transmission de multiplication. Selon le premier mode de réalisation représenté à la figure 1, un vilebrequin 1 est logé dans le carter 2. Le flasque 11 du vilebrequin est en forme de disque et porte sur sa face frontale une denture conique 12 engrénant avec le pignon conique 31 de l'arbre moteur 3 de l'embrayage hydraulique ou convertisseur de couple 5 ; cet arbre est logé dans le carter 4 par l'intermédiaire de paliers à billes Lorsque l'embrayage hydraulique 5 est rempli de fluide, le couple de sortie est transmis à l'arbre creux 6 qui se termine par l'entretoise 61. L'entretoise 61 porte les roues planétaires 7 qui engrènent avec la roue solaire 8 intérieure et la roue solaire 9 extérieure. La roue solaire extérieure 9 est vissée par sa cloche 91 sur le moyeu 10 du volant d'inertie 11.Le moyeu 10 s'appuie par des paliers à rouleaux 12 dans le couvercle de boîtier 13 et par le palier à aiguilles 14 et le prolongement d'arbre 101 il se loge dans l'arbre d'entraînement 3. Le carter 4 et le couvercle 13 ainsi que la pièce médiane 15 du carter sont reliés par des vis 16. La pièce médiane du carter porte le cylindre annulaire 151 dans lequel se trouve le piston annulaire 17 qui agit sur le ressort Belleville 19 par l'intermédiaire d'un palier de pression 18. Extérieurement, le ressort Belleville 19 s'appuie sur le grand anneau conique double 20 qui est traversé par les goujons de manoeuvre 21 reliés par une liaison de force au petit anneau en forme de double cône 22. Le grand anneau en forme de double cône 20 est vissé sur la bride 23 de la roue solaire intérieure Dans la-position de conmutation représentée, le grand anneau 20, ainsi que le petit anneau 22 s'appuient par leurs surfaces coniques intérieures sur les surfaces coniques extérieures de la roue solaire extérieure 9. Cela coupe la transmission planétaire. Le couple de sortie induit dans l'arbre creux 6 est transmis directement au volant d'inertie 11. Lorsqu'en enfonçant légèrement la pédale du frein, on remplit l'embrayage hydraulique, et comme en même temps de l'huile sous pression vient dans le volume annulaire du cylindre annulaire en passant par le perçage 152, le ressort-Belleville 19 s'appuie par les anneaux à billes 211 des goujons de manoeuvre 21 et presse la surface conique extérieure du grand anneau contre la surface conique intérieure de la piece médiane 15 du boîtier et la surface conique extérieure du petit anneau 22 contre la surface conique intérieure du couvercle 13. Ainsi, la roue solaire extérieure 15 est libre et la roue solaire intérieure est maintenue dans la direction périphérique. De cette façon, on accélère la masse i! inertie qui prend une plus grande énergie cynétique, ce qui freine le véhicule.Lorsque le frein est desserré, et que l'on démarre de nouveau le véhicule en actionnant la pédale des gaz, après le nouveau remplissage de l'embrayage hydraulique 5, l'énergie du Volant d'inertie est transmise de façon réglée par la vanne de régulation de remplissage d'huile reliée-à-la pédale des gaz, au vilebrequin pour accélérer le véhicule. Le volant d'inertie 11 est constitué sous la forme d'un organe tournant autour du démarreur. Pour cela, le volant porte le paquet de tôles 25 du rotor, fixé par les vis 24. Le stator 26 est-muni de l'enroulement du courant d'alimentation, de l'enroulement du générateur et de l'enroulement du moteur 27 est fixé dans le couvercle 28 de carter, muni de nervures extérieures. La solution représentée par la coupe partielle de la figure 2 à travers la partie avant du moteur montre l'entraînement à volant d'inertie en forme de démarreur. Dans ce cas, la partie motrice de l'embrayage hydraulique 30 tourne directement avec le vilebrequin 31 et transmet par sa moitié de sortie 32 le couple induit, par l'intermédiaire de la transmission planétaire dont la structure est la même que celle de la transmission de l'exemple de la figure 1, et ne porte pas de référence. Cette transmission fournit son couple en court-circuit avec ou sans multiplication, pour les goujons 92 portés par la cloche 91 rotative aux roues planétaires 33 portées par les goujons 92. Ces roues planétaires s'appuient sur la roue solaire 35 extérieure, fixe, et entraînent alors le volant d'inertie 37 fixé au moyeu 36 par l'intermédiaire de la roue solaire intérieure 361 qui fait partie du moyeu 36. Comme dans l'exemple de la figure 1-, le volant d'inertie porte également le rotor du démarreur et le paquet de tôles 38. Le stator 40 portant les enroulements 39 est solidaire du couvercle de carter 41. Ce couvercle reçoit également la pompe à huile 42 entraînée par le prolongement 422 du moyeu 36 ; cette pompe 42 se trouve derrière un couvercle 42 La pompe à huile 42 aspire l'huile dans la bâche 43 du moteur par la conduite 44 et fournit de l'huile sous pression par la conduite 45 à la vanne de commande 46 reliée aux pédales pour couper ou mettre en oeuvre l'embrayage hydraulique 30, 32 ainsi que pour commander la transmission d'inversion de mouvement par l'intermédiaire de la conduite de pression 47. L'huile de trop-plein revient dans la bâche 43 par la conduite 48. Le véhicule selon l'invention comporte un moteur dont l'alimentation en carburant est coupée lorsque la pédale des gaz est en position de repos. La vanne de commande 46 est reliée à la fois à la pédale des gaz et à la pédale des freins ; cette vanne 46 vide l'embrayage hydraulique 5, 30, 32 en position de repos et règle en continu le couple transmis par l'embrayage hydraulique lorsqu'on quitte la position de repos. En outre, un arbre relié au moteur est équipé par un capteur de vitesse de rotation fonctionnant de préférence de façon électrique et dont les informations sont transmises à la vanne de commande centrale 46. Le capteur ainsi commandé alimente en courant électrique le bobinage du moteur du démarreur lorsque le volant d'inertie est immobile au moment de la fermeture du contact d'allumage du moteur ; de cette façon, le volant d'inertie est entraîné à une vitesse de rotation qui correspond à une vitesse supérieure à la vitesse de rotation de ralenti du moteur. Lorsqu'on actionne la pédale de frein, un second commutateur ouvre au niveau de la vanne de commande la sortie d'huile de l'embrayage hydraulique pour une vitesse de rotation du moteur qui, en prise directe, est inférieure à 40/50 km/h.En outre, la pédale des freins agit sur la vanne de commande qui fournit de l'huile sous pression à la conduite 47 pour commander le frein de la transmission de l'entraînement à volant d'inertie, pour augmenter le rapport de multiplication entre l'entraînement du véhicule et le volant d'inertie en phase de décélération. Pour un freinage total, c'est-à-dire un freinage pour lequel le mouvement de la pédale du frein dépasse la course de la pédale servant à commencer l'opération de commande pour l'accélération du volant d'inertie, la pression du circuit hydraulique de freinage règle la vanne de commande centrale en position d'évacuation de l'embrayage hydraulique pour éviter une charge supplémentaire aux freins des roues. Lorsqu'après un temps d'arrêt prolongé du véhicule, on met celui-ci en route, en fermant'le contact de l'allumage du moteur, le courant électrique passe dans l'enroulement du moteur du démarreur et fait tourner le volant d'inertie. Lorsque le conducteur enfonce la pédale des gaz, l'embrayage hydraulique se remplit et le couple du démarreur est transmis au vilebrequin du moteur qui fait démarrer le moteur. En position de route, dans le cas d'une transmission automatique, le véhicule démarre immédiatement. Dans le cas d'une transmission à boîte de vitesses manuelle, il faut qu'après la commande de la pédale d'embrayage, on choisisse le rapport de transmission approprié et que l'on relâche l'embrayage principal. Le volant d'inertie reste en liaison avec le vilebrequin du moteur par une liaison par la force lorsque le moteur tourne.Ce n'est que lorsque la pédale des gaz est en position de repos (position de ralenti) que l'embrayage hydraulique se vide, le volant d'inertie continuant de tourner. En actionnant la pédale de frein, on remplit l'embrayage hydraulique et en commandant le frein de la transmission de multiplication, bien que l'embrayage glisse tout d'abord, la masse d'inertie fournit un couple d'accélération, ce qui décélère le véhicule. Lorsque la pédale des gaz est en position de marche à vide, l'alimentation en carburant du moteur est coupée. Lorsqu'on dispose d'une transmission à boite de vitesses-manuelle, il faut débrayer alors que dans le cas d'une transmission à boîte de vitesses automatique il est inutile de modifier le réglage de la transmission. Lorsqu'on actionne de nouveau la pédale des gaz, l'embrayage hydraulique se remplit par la vanne de commande reliée à la pédale des gaz, et la masse d'inertie s'accouple par le moteur à la transmission en faisant démarrer le moteur, puisque l'alimentation en carburant est de nouveau rétablie. Ainsi pour de nouveau accélérer, suivant le choix de la masse d'inertie et du rapport de multiplication, on dispose d'une fraction plus ou moins grande de l'énergie accumulée dans la masse d'inertie au cours de la phase de décélération. En résumé, sans modification de la ligne de transmission du véhicule et sans manoeuvre supplémentaire pour le conducteur, l'invention permet de réaliser une économie de carburant grâce à la coupure de l'alimentation en carburant, dans le cas d'une circulation pas à pas ou lors de l'arrêt du véhicule. A cela s'ajoute une récupération de l'énergie de décélération pour la phase de démarrage et d'accélération faisant suite à freinage. L'exemple de la figure 3 correspond à une solution de l'invention dans laquelle la masse d'inertie est également entraînée à partir du vilebrequin par une transmission conique avec multiplication, avec toutefois un embrayage à friction entre la masse d'inertie et la transmission de multiplication, l'embrayage n'étant pas suivi par une transmission de multiplication. Selon cette solution, on peut également récupérer de l'énergie à la suite d'un freinage. Dans cette solution simplifiée, on réalise l'économie de carburant du fait que la masse d'inertie poursuit sa rotation lorsque le véhicule est à l'arrêt et lors d'un déplacement par avance successive ou pas à pas. Selon la figure 3, le-vilehrequin 50 comporte sur un flasque une-denture de pignon conique-501 qui engrène avec le pignon conique 51-de l-'entraînement-à'volant d'inertie. La plaque 54 du carter-de l'entraînement à volant d'inertie est bridée sur le carter 53-du vilebrequin portant le vilebrequin. Le pignon d'entraînement 5-1' monté--dans la plaque 54 du carter sur le palier à double roulement-d billes 53, entraîne la cloche extérieure 551 de l'embrayage à friction 55. La sortie de l'embrayage se fait par la cloche intérieure 552 vissée sur l'arbre 56 du volant d'inertie.Cet arbre est monté dans le palier à rouleaux 58 du carter-d'embrayage 57 bridé, ainsi que dans le palier à aiguilles 59 du prolongement d'arbre 561 dans le prolongement 511 du pignon 51. Les vis 60 relient à la fois la masse d'inertie 61 tournant en surmultiplication et le rotor 62 du démarreur ainsi que l'arbre de sortie 56. Le stator 63w du démarreur est fixé dans le-couvercle 64 en métal léger, muni de nervures, de l'entraînement à volant d'inertie. Au centre du couvercle 64, il est prévu un filtre 65 qui permet la pénétration-de l'air extérieur pour refroidir le démarreur dans le carter du volant d'inertie. L'embrayage 55 est-un embrayage à ressortaccumulateur composé d'un ressort à coupelles 553 qui comprime normalement le paquet de lamelles formé des lamelles d'entrée et de sortie 554, 555. L'embrayage--peut être desserré par un piston annulaire 556 par l'intermédiaire -d'un-palier de pression 557. L'huile sous pression pour la commande du piston annulaire arrive par le perçage 558 dans le cylindre annulaire 559. Le perçage 558 débouche dans une vanne reliée à la pédale des gaz et ouvre l'embrayage lorsque le moteur tourne au ralenti ou est arrêté ; lorsqu'on agit de nouveau sur les gaz, le moteur est de nouveau démarré par sa liaison avec la masse d'inertie. REVENDICATIONS 1) Véhicule à moteur à combustion interne et transmission entre le moteur et les roues motrices, véhicule caractérisé en ce qu'il comporte une masse d'inertie (11, 37, 61) tournant de façon surmultipliée par rapport au vilebrequin du moteur, cette masse n'étant pas située dans la ligne de transmission et étant reliée au vilebrequin du moteur (1, 31, 50) par un embrayage (5, 30, 32, 55) de façon que la liaison par la force soit interrompue lorsque la pédale du moteur des gaz est en position de ralenti et que cette liaison soit de nouveau rétablie lorsque le moteur est en position de fonctionnement. 2) Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse d'inertie (11, 37, 61) est reliée à un démarreur (25, 26, 27, 38, 39, 40, 62, 63) de façon que le rotor (25, 38, 62) soit relié à la masse d'inertie (11, 37, 61) et que le stator (26, 40, 63) soit prévu sur le carter fixe (28, 41, 64). 3) Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en amont ou en aval l'embrayage (5, 30, 32, 55) comporte une transmission de multiplication (11, 31 91' 33' 35, 361, 501r 51). 4) Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une transmission commutable (6 à 9, 17 à 22) entre l'embrayage (5, 30, 32, 55) et la masse d'inertie (11, 37, 61), cette transmission augmentant la multiplication entre l'embrayage (5, 30, 32, 55) et la masse d'inertie (11, 37, 61) dans la phase de décélération. 5) Véhicule à moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embrayage est un embrayage hydraulique ou convertisseur de couple (5, 30, 32).