Brevet FR2533988A2 — publié le 19840406

FR 2533988 A2 19840406 FR 8312920 A 19830801 La présente invention constitue un perfectionnement apporté à un groupe moto-propulseur comprenant une machine motrice et un frein hydrodynamique, le frein hydrodynamique étant réalisé de telle sorte qu'il est possible de freiner jusqu'à l'arrêt complet. A cet effet, on utilise un frein hydrodynamique qui comporte deux circuits de circulation hydrodynamique, à savoir un premier circuit comportant des aubages circulaires de rotor et de stator, selon le mode connu, et un second circuit de circulation dont l'aubage circulaire du stator tourne constamment avec la-machine motrice et en sens contraire par rapport au sens de rotation du rotor. Le premier circuit de circulation, comme de coutume, est enclenché lorsque la machine tourne à grande vitesse, c'est à-dire lorsqu'il est rempli de fluide de travail.A l'aide d'un dispositif de réglage, on peut obtenir un couple de freinage de valeur constante, lequel cependant, ainsi qu'il est connu, diminue de manière parabolique avec la vitesse de déplacement du véhicule. La chute du couple de freinage sera ensuite compensée grâce au remplissage simultané du second circuit de circulation. Le couple de freinage de ce second circuit de circulation augmente en fait avec la diminution de la vitesse du véhicule, car en même temps la différence entre les nombres de tours du rotor et du stator décroit et ce circuit de circulation se comporte de plus en plus comme un frein hydrodynamique de construction classique. Lorsque le véhicule est immobile, seule la couronne d'aubes ou l'aubade du "stator" entratné par le moteur tourne encore, tandis que le rotor accouplé aux roues du véhicule est immobilisé.Par suite de l'arrêt de l'arbre de Sortie, le second circuit de circulation développe son couple de rotation le plus élevé, c'est-à-dire quand le couple de freinage du premier circuit de circulation est descendu jusqu'à la valeur zéro. Le couple de freinage que l'on- peut obtenir pendant le fonctionnement du second circuit de circulation du fluide entre la courbe parabolique de remplissage maximal du premier circuit de circulation et la vitesse de marche zéro du véhicule, donc approximativement entre zéro et 30 pour cent de la vitesse maximale, dépend de quatre facteurs, à savoir : le diamètre en travers des couronnes d'aubages du rotor et du stator, la puissance spécifique absorbée, donc ce que l'on appelle la-valeur de k, le nombre de tours/minute de la couronne d'aubes du stator entratnée en sens inverse par le moteur, et la valeur du couple de rotation développé par le moteur. D'une part, l'espace disponible pour incorporer le frein hydrodynamique, essentiellement lorsqu'on envisage la construction dans un carter de transmission, est limité et par conséquent le diamètre en travers ne peut pas être augmenté à volonté. Cependant, étant donné par ailleurs que pour des raisons d'ordre économique il ne faut pas que le nombre de tours/ minutes à freiner.soit trop élevé, ou que le couple développé par le moteur ne suffise pas pour entraîner la couronne d'aubes du stator, le couple de freinage produit par le second circuit de circulation dans la gamme inférieure des vitesses de marche reste inférieur à celui développé par le premier circuit de circulation*Qn n'obtient pas, dans ces conditions, la variation continue et dans la mesure souhaitée, du couple de freinage pendant la marche du véhicule entre la vitesse maximale et l'arrat. Le problème que vise à résoudre la présente invention consiste au contraire à améliorer le groupe moto-propulseur du genre sus-indiqué, en faisant en sorte qu'il développe un couple de freinage plus élevé, jusqu'à l'arrat, dans la gamme d'utilisation du second circuit de circulation hydrodynamique. Ce problème est résolu dans un premier mode possible de réalisation de l'invention en accouplant la couronne d'aubes du stator du second circuit de circulation à la machine motrice par l'intermédiaire d'un mécanisme à train d'engrenages. Grâce à cette disposition, on obtient que la couronne d'aubes du stator tourne à un nombre supérieur de tours/minutes relatifs par rapport au rotor relié à l'arbre de sortie, surtout si le mécanisme à train d'engrenages est multiplicateur. Ainsi, lors qu freinage le nombre de tours/minutes de la machine motrice peut être limité à une valeur acceptable. De préférence, on adoptera un accroissement du nombre de tours/minutes des couronnes d'aubes, afin de pouvoir maintenir le diamètre en travers à une valeur réduite.La construction du frein sera ainsi réalisable dans des dimensions plus réduites et de multiples façons, surtout lorsqu'il doit être incorporé au carter d'une transmission. On obtient un effet analogue si, au lieu de cette disposition, on relie la couronne d'aubes du rotor à l'arbre de sortie par l'intermédiaire d'un mécanisme à train d'engrenages. Il est particulièrement avantageux, suivant un second mode possible de réalisation de l'invention, d'adopter la disposition dans laquelle le mécanisme à train d'engrenages, placé entre la machine motrice et la couronne d'aubes du stator, est constitué par un train épicycloYdal. Ce dernier peut agir en tant que différentiel si l'on relie l'arbre d'entrée au porte-satellites, l'arbre de sortie à la roue solaire et la couronne d'aubes du stator à la couronne à denture interne. Au cas où l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie tourneraient en sens contraires, la couronne d'aubes du stator reliée à la couronne à denture interne tournera dans le meme sens que l'arbre d'entrée, ce qui se traduira cependant par une augmentation du nombre de tours/minutes.Dans ce cas, toutefois, l'essentiel n'est pas seulement l'accroissement de la vitesse de rotation de la couronne d'aubes du stator, mais plutat l'appui des satellites entratnés par la machine motrice sur la roue solaire reliée à l'arbre de Sortie et qui, dans ce cas particulier, tourne en sens contraire par rapport à l'arbre d'entrée. On obtient ainsi un effet d'addition, par suite duquel le couple de freinage agissant sur l'arbre de sortie est combiné avec -le couple de freinage produit hydrauliquement à partir de la couronne d'aubes du stator ainsi qu'avec le couple de rotation provenant de la machine motrice et introduit par les satellites.Par ailleurs, la puissance qui se dissipe dans la couronne d'aubes du stator est dérivée de la puissance débitée par la machine motrice et par celle qui est introduite par l'arbre de sortie par suite de l'appui des satellites sur la roue solaire. Suivant un troisième mode possible de réalisation de l'invention, on obtient le même effet d'addition du couple defreinage provenant de la couronne d'aubes du stator lorsque le mécanisme planétaire se compose seulement de deux roues solaires qui engrènent avec.un double jeu de satellites. Dans ce cas, l'arbre d'entrée est solidaire d'une roue solaire, l'arbre de sortie est Solidaire de l'autre roue solaire et le porte-satellites est solidaire de l'autre-couronne d'aubes du stator du second circuit de circulation hydrodynamique. Uhe couronne à denture interne n'est pas nécessaire dans cette disposition. Il est préférable que la roue solaire reliée à la machine motrice possède un plus grand nombre de dents que la roue solaire solidaire de l'arbre de sortie. Suivant un quatrième mode possible de réalisation de l'invention, on peut envisager un mode différent de construction du mécanisme à engrenage planétaire disposé entre l'arbre d'entrée et la couronne d'aubes du stator du second circuit de circulation hydrodynamique. Dans cette disposition, on relie la roue solaire à l'arbre d'entrée, le porte-satellites à l'arbre de sortie et la couronne à denture interne à la couronne d'aubes du stator du second circuit de circulation hydrodynamique. Dans cette même disposition, cependant, la couronne d'aubes du stator tourne dans le m8me sens que l'arbre d'entrée, donc en sens contraire de l'arbre de sortie. La contre-rotation entre les couronnes d'aubes du stator et du rotor du second circuit de circulation hydrodynamique s'obtient en interposant un mécanisme inverseur entre le rotor du second circuit de circulation hydrodynamique et l'arbre de sOrtie. Cet inverseur peut titre réalisé simplement sous forme d'un renvoi intermédiaire, ou encore d'un mécanisme planétaire, ou encore de pignons coniques. On peut également envisager une modification ou une adaptation de la vitesse de rotation du rotor à l'aide d'un tel mécanisme inverseur. Dans un autre mode possible de construction où le mécanisme à engrenages est interposé entre les couronnes d'aubes du second circuit de circulation hydrodynamique et l'arbre soit d'entrée, soit de sortie, la roue à aubes du stator du second circuit de circulation hydrodynamique est reliée directement à l'arbre d'entrée. En revanche, le rotor correspondant est relié à l'arbre de sortie par l'intermédiaire d'un mécanisme à forte multiplication. Selon le mode d'utilisation du groupe moteur ou le mode de construction de la machine motrice, -il peut également titre nécessaire de prévoir un mécanisme démultiplicateur, en tant que liaison d'actionnement ou d'entratnement entre les roues à aubes et les arbres d'entrée et de sortie.Le principe de la solution prévue suivant l'invention est également applicable lorsque les arbres d'entrée et de sortie tournent dans le mame sens. On décrira maintenant plus en détail des exemples possibles de réalisation de l'invention en se référant au dessin annexé, sur lequel La FIGURE 1 montre schématiquement un frein hydrodynamique comprenant un mécanisme à train d'engrenages planétaires sur l'arbre d'entrée ou primaire; La FIGURE 2 est une représentation schématique d'un frein hydrodynamique sans couronne à denture interne; La FIGURE 3 est une représentation schématique d'un frein hydrodynamique comportant un mécanisme inverseur pour la couronne d'aubes du rotor, et La FIGURE 4 montre schématiquement un frein hydrodynamique comprenant un mécanisme à engrenages destiné à accrottre le nombre de tours/minute de la couronne d'aubes du rotor. Si l'on se réfère tout d'abord à la Figure 1, on voit que celle-ci représente schématiquement un frein hydrodynamique composé de deux circuits de circulation hydrodynamique, d'un arbre d'entrée ou primaire 115 accouplé à la machine motrice (non représentée), et d'un arbre de sortie ou secondaire 114 accouplé aux roues du véhicule (non représenté). Le premier circuit de circulation hydrodynamique se compose, ainsi qu'il est connu, de la couronne d'aubes 121 du rotor, appelée rotor court, laquelle est accouplée directement à l'arbre de sortie ou secondaire 114, et de la couronne d'aubes 122 du stator, appelée stator court, laquelle est accou plée au carter fixe 125.Le second circuit de circulation hydrodynamique comprend le rotor 123, qui est également solidaire en rotation de l'arbre de sortie 114, et un stator 124-entrané, par l'intermédiaire d'un mécanisme planétaire ou train épicycloYdal, par l'arbre d'entrée 115 et par conséquent par la machine motrice ou le moteur. Le mécanisme planétaire ou train épicycloYdal comprend une roue solaire 118 solidaire en rotation de l'arbre de sortie 115, une couronne 119 à denture interne qui est solidaire du stator 124 et un support ou porte-satellite 116 muni en effet~ d' un pignon satellite 117, ce support de satellite 116 étant entrain directement par l'arbre d'entrée 115, donc par la machine motrice.Au cas où il y aurait rotation en sens contraire des arbres d'entrée et de sortie de ce second circuit de circulation hydrodynamique 123, 124, on constatera à la périphérie des satellites 117, à l'endroit de l'engrènement avec la couronne à denture interne 119, une très grande vitesse qui déplace le stator 124 suivant un nombre élevé de tours/minutes et dans le mame sens que la machine motrice, donc à l'inverse du rotor 123 ou de l'arbre de sortie 114. La Figure 2 montre une seconde variante de ce type de construction, dans laquelle le mécanisme à engrenage planétaire-u̲ à train épicycloYdal pour entraîner le stator 124 du second circuit de circulation hydrodynamique se compose d'un porte-satellite 135, d'un double planétaire 130 monté sur ce porte-satellite et formé de deux pignons 133 et 134, et de deux roues solaires 131 et 132. La roue solaire 131 est reliée à l'arbre d'entrée 115, tandis que la roue solaire 132 est reliée à l'arbre de sortie t14 et que le porte-satellite 135 est solidaire du stator 124 du secondcircuit de circulation hydrodynamique.Si, pour entratner ce stator on désire un nombre de tours/minutes supérieur par rapport à celui de la machine motrice, il faut que la roue solaire 131, qui engrène avec le pignon 134 du double planétaire 130, comporte un nombre de dents plus élevé que celui de la roue solaire 132 qui engrène avec l'autre pignon 134 du double planétaire 130. La Figure 3 montre un mode de réalisation différent, dans lequel le stator 124 et le rotor 123 sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'engrenages planétaires respectifs 140 et 145 aux arbres respectivement d'entrée 115 et de sortie 114. Pour entratner le stator 124 il est prévu un engrenage planétaire 140 dont la roue solaire 141 est reliée à l'arbre d'entrée 116, dont le porte-satellite 142 est relié à l'arbre de sortie 114, tandis que la la couronne à denture interne 143 est reliée au stator 124, Au cas où l'arbre de-sortie 114 et l'arbre d'entrée 115 tourneraient en sens contraires, la couronne à denture interne 143 de l'engrenage pla nétaire 140 et par conséquent le stator 124 tourneraient dans le même sens que l'arbre de sortie 114.Le rotor 123 comporte dans ce cas un engrenage inverseur 145 en tant que transmission de commande. On a représenté un engrenage planétaire comportant une couronne à denture interne 146, laquelle est solidaire de l'arbre de sortie 114, un pignon satellite 147 à palier fixe 148 ainsi qu'une roue solaire-149 solidaire du rotor 123. La Figure 4 montre une autre version modifiée de l'invention dans laquelle le stator 124 du second circuit de circulation hydrodynamique est relié directement à l'arbre d'entrée 115, a'est-à-dire à la machine motrice ou au moteur. La rotation en sens contraire du rotor 123 correspondant s'obtient par l'intermédiaire d'un engrenage 150 qui ne modifie pas le sens de rotation mais plutôt le nombre de tours/minutes entre le rotor 123 et l'arbre de sortie 114. Cet engrenage peut être constitué par deux paires de roues à denture droite. La première paire se compose de la roue 152, solidaire de l'arbre de sortie 114,- et de la roue 153, montée en rotation sur un arbre de renvoi 151. La seconde paire de roues droites se compose de la roue 154, solidaire en rotation de la roue 153, et de la roue 155, reliée au rotor 123. Au lieu de cet engrenage intermédiaire, on peut également utiliser un engrenage à satellites ou un engrenage à pignons coniques. REVENDICATIONS 1.~Groupe moteur comprenant une machine motrice et un frein hydrodynamique, caractérisé par le fait qu'il comprend: a) un premier circuit, de forme torique, de circulation hydrodynamique, lequel est constitué par une couronne d'aubes de rotor (121), solidaire d'un arbre d'entrée ou primaire (114), et par une couronne d'aubes de stator (122); b) un second circuit, également de forme torique, de circulation hydrodynamique, constitué par deux couronnes d'aubes (123, 124) dont l'une (123) est également reliée à l'arbre de sortie (114); c) entre la machine motrice et l'arbre de sortie, un dispositif pour interrompre la transmission de puissance, dont la mise en activité fait -fonctionner le fre-in hydrodynamique;; d) pour chacune des deux couronnes d'aubes (123, 124) du second circuit de circulation hydrodynamique, une transmission de commande par l'intermédiaire de laquelle on peut relier la couronne d'aubes (124) du stator à l'arbre d'entrée (115) et la couronne d'aubes du rotor (123) à l'arbre de sortie de l'engrenage (114); e) la caractéristique selon laquelle au moins l'une des deux transmissions de commande est réalisée sous forme d'un engrenage capable de modifier le-sens de rotation de la couronne d'aubes (123 ou 124) intéressée. 2. Groupe moteur selon la Revendication 1, caractérisé par le fait que la transmission de commande est réalisée sous forme. d'un engrenage planétaire agissant en tant que différentiel. 3. Groupe moteur selon l'une ou l'autre des Revendications 1 eut 2, caractérisé par le fait que l'on relie. l'arbre d'entrée (115) au support de satellite (116), l'arbre de sortie du mécanisme (114) à la roue solaire (118) et l'autre couronne d'aubes (124) du second circuit de circulation hydrodynamique à la couronne à denture- interne (119) de 1 engrenage planétaire (Figure 1). 4. Groupe moteur selon l'une ou l'autre des Revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'engrenage planétaire se compose de deux roues solaires (131, 132) et de deux pignons satellites (133, 134.) solidaires en rotation et montés rotatifs sur un porte-satellites (135), et que l'arbre d'entrée (115) est solidaire d'une roue solaire (131), tandis que l'arbre de sortie (114) est solidaire de l'autre roue solaire (132), et que l'autre roue à aubes (124) du second circuit de circulation hydrodynamique est solidaire du porte-satellite (135). (Figure 2). 5. Groupe moteur selon l'une ou l'autre des Revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on relie l'arbre d'entrée (115) à la roue solaire (141), l'arbre de sortie (114) du mécanisme à engrenages au portesatellites (142) et l'autre roue à aubes (124) du second circuit de circulation hydrodynamique à la couronne à denture interne (143) dudit engrenage planétaire, et que l'une des roues à aubes (123j du second circuit de circulation hydrodynamique est reliée par l'intermédiaire d'un engrenage inverseur (145) à l'arbre de sortie (114) du-mécanisme à engrenages (Figure 3). 6. Groupe moteur selon l'une ou l'autre des Revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la transmission de puissance est constituée par un mécanisme fixe composé de deux paires (152, 153 ou 154, 155) de roues à denture droite disposées côte-à-côte, l'une des paires (152, 153) établissant l'accouplement en rotation entre l'arbre de sortie (114) et un arbre de renvoi (151), tandis que la seconde paire (154, 155) établit l'accouplement en rotation entre l'arbre de renvoi et une des' roues à aubes du second circuit de circulation hydrodynamique, de façon que les deux roues à denture droite (153, 154) disposées sur l'arbre de renvoi (151) soient rendues solidaires en rotations. (Figure 4).