Brevet FR2524400A1 — publié le 19831007

La présente invention se rapporte à un dispositif d'équipement pour un véhicule automobile ayant un moteur à combustion interne comportant des équipements tels qu'alternateur, coipresseur volumétrique et/ou compresseur de conditionnement d'air accouplés en rotation avec le moteur. Co ;,e on le sait l'alternateur est particulièrement destiné à assurer la recharge de la batterie, tandis que le compresseur volumétrique permet de suralimenter en air le moteur. Le compresseur de conditionnement d'air permet de climatiser l'habitacle. En général, un dispositif d'équipement pour véhicule automobile comporte également une pompe à eau destinée au refroidissement du moteur, ainsi qu'une pompe hydraulique pour l'assistance en particulier de la direction. En général, il ne reste que peu de place disponible pour loger les équipements, ce qui crée des difficultés pour l'entrainement de ces derniers dans des conditions optimales. Or, ces difficultés ont tendance à s'aggraver du fait que les dispositifs d'équipement sont de plus en plus complexes et nombreux pour satisfaire les divers besoins, différents d'un pays à l'autre ou d'un continent à l'autre. Le plus souvent les équipements sont dispersés dans des emplacements éloignés les uns des autres parfois mime à des extrémités différentes du moteur, quitte à faire intervenir des transmissions complexes et coûteuses, ceci dans le but de pouvoir loger ces équipements avec un encombrement aussi réduit que possible. I1 en est ainsi en général de l'alternateur et du compresseur volumétrique qui occupent des emplacements éloignés l'un de l'autre. L'inventeur a constaté que l'alternateur et le compresseur volumétrique, dont les fonctions sont extrêmement différentes l'une de l'autre, ont en commun, de tourner à des ga " es de vitesse comparables. Il a également remarqué que d'autres regroupements pouvaient s'effectuer entre les autres équipements, en fonction de leurs vitesses de rotation, mais indépendamment de leurs fonctions. L'inventeur après divers essais a également constaté que, d'une manière inattendue, le rapprochement de l'alter nateur et du compresseur de conditionnement d'air, en modifiant la cylindrée et la vitesse de rotation de ce dernier, pouvait conduire à un gain d'encombrement. La présente invention a pour objet un dispositif d'équipement pour un véhicule automobile du type sus-indiqué dans lequel l'encombrement du dispositif d'équipement est réduit en maintenant d'excellentes conditions d'entrainement pour les divers équipements. Suivant l'invention ce dispositif d'équipement est caractérisé en ce que l'alternateur et l'un desdits compresseurs sont disposés au voisinage l'un de l'autre et forment un groupe qui est entrainé en rotation à la même vitesse par des moyens d'entraînement communs à partir du moteur. Grâce à cette disposition, l'ensemble formé par l'alternateur et le compresseur volumétrique ou le compresseur de conditionnement d'air ne prend pratiquement pas plus de place sur l'une des faces d'un moteur qu'un seul équipement, ce qui procure un gain sensible d'encombrement pour l'ensemble du dispositif d'équipement. En outre, les moyens d'entrainement peuvent être prévus sous une forme simple puis- qu'ils sont colppruns à l'alternateur et au compresseur volumétrique, d'où une réduction complémentaire d'encombrement. On notera, dans le cas d'une transmission à poulie et courroie d'entrainement, que l'on économise une poulie et donc que l'on réduit les pertes par frottement. Suivant une autre caractéristique, l'alternateur et le compresseur volumétrique, ou l'alternateur et le compresseur de conditionnement d'air, sont coaxiaux et disposés l'un à la suite de l'autre et de préférence disposés sur un côté du moteur. Un tel agencement permet de libérer de la place pour les équipements restants tout en permettant des conditions d'entratnement favorables. Suivant une autre caractéristique, l'alternateur et l'un des compresseurs volumétriques ou de conditionnement d'air sont reliés l'un à l'autre par des moyens d'embrayage, de préférence électromagnétique, qui sont avantageusement disposés entre ces deux équipements. Cette disposition permet d'utiliser l'alternateur en permanence compte tenu de son rôle utile en toutes circonstances alors que le compresseur peut être mis hors jeu à volonté grâce à un désengagement de l'embrayage électromagnétique, ceci en vue d'un gain d'énergie dans les plages de fonctionnement où le compresseur ne présente pas un grand intérêt, notamment au voisinage du ralenti du moteur pour le compresseur volumétrique. Dans une forme d'exécution préférée, l'embrayage électromagnétique comporte une culasse liée au compresseur volumétrique et une armature solidaire en rotation de l'alternateur mais rendue mobile axialement grâce à un jeu de languettes tangentielles. On notera, par rapport à un compresseur usuel piloté par un embrayage électromagnétique dont la culasse est dotée d'au moins une gorge pour recevoir une courroie d'entrainement, que l'on économise le roulement interposé entre la culasse et une partie solidaire de l'arbre du compresseur, que l'on simplifie la culasse et que l'on ménage le palier du compresseur. Suivant une autre caractéristique, la. pompe à eau est placée à la partie supérieure du moteur, tandis que l'alternateur, le compresseur volumétrique, le compresseur de conditionnement d'air et la pompe hydraulique sont disposés sur le côté du moteur qui est opposé à l'habitacle dans le cas d'un moteur transversal. Des formes d'exécution de l'invention sont ci-après décrites à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue schématique en élévation latérale d'un moteur de véhicule automobile doté d'un dispositif d'équipement suivant l'invention la figure 2 est une vue correspondante en élévation suivant les flèches II-II de la figure 1 la figure 3 est une vue à plus grande échelle, en coupe longitudinale axiale de l'embrayage électromagnétique qui est disposé entre l'alternateur et le compresseur volumétrique la figure 4 est une vue partielle correspondante en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3 les figures 5 et 6 sont respectivement deux demi-vues analogues à la vue de la figure 3 qui concernent deux variantes de réalisation. On se référera d'abord aux figures 1 à 4 qui concernent à titre d'exemple non limitatif une application de l'invention à un dispositif d'équipement entrainé par le moteur à combustion interne M d'un véhicule automobile. Ce moteur M est de type transversal et est disposé entre le radiateur R de refroidissement du moteur et l'habitacle H du véhicule. Un carter d'huile CH est prévu sous ce moteur M.Le dispositif d'équipement comporte un alternateur A qui est destiné à recharger la batterie (non représentée) du véhicule, un compresseur volumétrique CV qui est destiné à suralimenter le moteur en air, une pompe à eau PE qui est destinée à faire circuler de l'eau dans le circuit de refroidissement du moteur parcourant le radiateur R, un compresseur de conditionnement d'air CC pour la climatisation de l'habitacle H, et une pompe hydraulique PH qui est notamment destinée à une assistance, par exemple celle de la direction du véhicule. Ces divers équipements sont disposés parallèlement à l'axe du moteur. Le moteur M a un vilebrequin 10 recevant une poulie 11 qui par une courroie 12 entraine une poulie 13 solidaire de l'arbre 14 du compresseur de climatisation et une poulie 15 solidaire de l'arbre 16 de la pompe hydraulique PH. En outre, le vilebrequin 10 porte une poulie 17 qui par une courroie 18 entraine une autre poulie 19 solidaire de l'arbre de la pompe à eau PE. Les poulies 17 et 19 sont prévues à écartements variables de leurs joues de telle façon que l'ensemble 17, 18, 19 forme un variateur de vites se. Ce variateur de vitesse peut avoir avantageusement un fonctionnement automatique en fonction de tout facteur approprié, par exemple le régime de l'arbre moteur 10 ou le couple moteur.S'agissant d'un fonctionnement en fonction du régime de l'arbre moteur, la poulie 17 est avantageusement du genre comportant deux flasques, qui sont calés en rotation sur un même arbre monté rotatif, et dont un au moins est au moins en partie tronconique, et une courroie insérée entre lesdits flasques, l'un au moins desdits flasques dit ci-après par commodité flasque mobile, étant monté mobile axialement vis-à-vis de l'autre, dit ci-après par commodité flasque fixe, sous le contrôle d'une pièce annulaire à élasticité axiale, dite diaphragme, qui, prenant axialement appui sur une pièce d'appui, porte axialement sur le flasque mobile et le sollicite en permanence en direction du flasque fixe, ledit diaphragme étant lui-même soumis à des masselottes qui, sensibles à la force centrifuge, agissent par une zone d'action sur ledit diaphragme dans un sens propre à en réduire l'effort de poussée sur le flasque mobile à raison de ladite force centrifuge. La poulie 19 peut être de constitution analogue, mais il faut alors que les masselottes y agissent sur le diaphragme dans un sens propre à en augaenter l'effort de poussée sur le flasque mobile. L'arbre de la pompe à eau porte également une autre poulie 20, laquelle entralne par une courroie 21 une poulie 22 qui est solidaire de l'arbre 23 de l'alternateur A. L'arbre 23 de l'alternateur A entrain par l'intermédiaire d'un embrayage 24 l'arbre 25 du compresseur volumétrique CV L'alternateur A et le compresseur volumétrique CV sont disposés au voisinage l'un de l'autre (figures 1 à 3) et forment un groupe A-CV qui est entraîné en rotation à la même vitesse par des moyens d'entrainement communs, constitués par la courroie 21, les poulies 20, 22 et le variateur 17-18-19, à partir du vilebrequin 10 du moteur M. Comme on le voit nettement aux figures 1 à 3, l'alternateur A et le compresseur volumétrique CV sont coaxiaux et disposés l'un à la suite de l'autre et disposés sur un côté du moteur (figures 1 et 2).Plus particulièrement, l'alternateur A et le compresseur volumétrique CV sont montés sur une console commune 26 qui est fixée sur le côté du moteur qui est situé en regard du radiateur R, c'est-à-dire à l'opposé de l'habi- tacle H. La pompe à eau PE est fixée à la partie supérieure du moteur M. Le compresseur de conditionnement d'air CC et la pompe hydraulique PH sont disposés sur ce même côté du moteur opposé à l'habitacle H et sont placés en dessous du groupe alternateur compresseur volumétrique A-CV, ainsi qu'on le voit plus particulièrement à la figure 1.Le compresseur de conditionnement CC est fixé sur ledit côté du moteur par une console 27 ; la pompe hydraulique est de même fixée sur ledit côté du moteur M par une console 28. I1 est à rappeler que des dispositions légales exigent le maintien d'un espace libre donné entre l'habitacle et ltéquipe- ment du moteur. On notera que, pour assurer une bonne tension de la courroie 21, un galet tendeur G est prévu comme représenté à la figure 1 lorsque la console 26 est fixe. Un tel galet n'est par contre pas nécessaire si la console est montée basculante. Le compresseur volumétrique CV (figure 3) a un carter 30 portant sur une face extérieure 31 tournée vers l'alternateur A une bobine électrique torique 32. L'arbre 25 du compresseur volumétrique CV est solidaire d'une culasse torique 33 de section en U adaptée à entourer sans contact la bobine torique 32. La culasse 33 est adaptée à coopérer ma gnétiquement avec une armature 34 qui est accouplée avec un prolongement de l'arbre 23 de l'alternateur A de telle façon que cette armature 34 soit solidaire en rotation de cet arbre 23 mais puisse se déplacer axialement. Cet accouplement est réalisé au moyen de languettes tangentielles circonférentielles 35 (figures 3 et 4).Chaque languette tangentielle 35 est fixée à l'une de ses extrémités par une vis 36 à un plateau 37 qui est solidaire de l'arbre 23 et à son autre extrémité par une vis 38 à l'armature 34. L'embrayage électromagnétique 24 est commandé en fonction de tout facteur approprié et de préférence automatiquement, en fonction du degré d'enfoncement de la pédale d'accélérateur par exemple, ou encore du degré d'ouverture du papillon du carburateur de manière à ce que le compresseur volumétrique ne soit admis à intervenir que lorsque le régime moteur est relativement élevé et soit mis par contre hors jeu au voisinage du ralenti. Lorsque la bobine 32 est désexcitée, l'armature 34 est libre par rapport à la culasse 33, un entrefer e existe entre la culasse 33 et l'armature 34, et l'arbre 25 du compresseur volumétrique n'est pas entrainé. Lorsque la bobine 32 est excitée, l'armature 34 est admise à se plaquer contre la culasse 33, ce qui entrains l'arbre 25 du compresseur volumétrique. En fonctionnement, l'arbre 10 du moteur M entraîne en permanence la pompe hydraulique PH et le compresseur de climatisation CC par la courroie 12, et entraîne également en permanence et avec un rapport variable grâce au variateur 17, 18, 19, les poulies 20, 22, et la courroie 21, l'alternateur A. Suivant que l'embrayage électromagnétique 24 est engagé ou désengagé, le compresseur volumétrique CV est luimême entraîna à son tour ou non. On se référera maintenant à la figure 5 où la disposition est analogue à celle qui vient d'être décrite en référence aux figures 1 à 4 et où les mêmes chiffres de référence ont été adoptés pour désigner des éléments analogues les languettes 35 sont ici liées au plateau 37 et à l'armature 34 au moyen de pièces rapportées 40 qui sont reliées au plateau 37 et à l'armature 34 par des couronnes en élastomère 41. Cette disposition permet une suspension dont le fonctionnement est excellent en toutes circonstances même s'il existe de légers défauts d'alignement entre les arbres 23 et 25 de l'alternateur A et du compresseur volumétrique CV elle a de plus l'avantage de réduire la transmission des vibrations. Dans une autre variante (figure 6) l'armature 34 est reliée au plateau 37, non pas par des languettes tangentielles telles que les languettes 35 mais par l'intermédiaire d'une bague en élastomère 42 adhérisée aux deux pièces 34, 37. Cette bague 42 a pour effet d'assurer l'accouplement entre les pièces 34 et 37 tout en permettant à la pièce 34 de se déplacer axialement, et en réduisant les vibrations. On appréciera la construction compacte du dispositif qui vient d'être décrit et également le gain d'encombrement que permet le groupement de l'alternateur A et du compresseur volumétrique CV compte tenu de la compatibilité de leurs gammes de vitesses. On appréciera également que le fait d'avoir disposé les uns en dessous des autres les divers équipements CV, PH et CC sur un même côté du moteur M contribue également à un gain appréciable d'encombrement, y compris dans le cas d'un moteur de type longitudinal. On appréciera que la construction selon la présente invention permet d'économiser une poulie, puisque l'alternateur et le compresseur volumétrique sont entraînés par la même poulie 22 solidaire de l'arbre 23 de l'alternateur, lequel arbre est doté à son extrémité d'un prolongement pour accouplement avec l'armature de l'embrayage. La présente invention n'est bien sûr pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus qui n'ont été cités qu'à titre d'exemple. Ainsi le moteur doté du dispositif d'équipement selon l'invention peut être du type transversal ou longitudinal, et placé à l'avant comme à l'arrière du véhicule. I1 peut par ailleurs y avoir d'autres équipements tels qu'oui ventilateur Y ; lorsque ce dernier est entraîné mécaniquement, il peut être avantageusement couplé avec la pompe à eau. De manière très générale, la présente invention découle de l'idée insolite qu'il y a à regrouper les divers équipements entrainés par un moteur selon leurs gammes de vitesses, mais indépendamment de leurs fonctions comme on pourrait y penser de prime abord. Dans l'exemple précité, on obtient ainsi les groupements CC-PH, PE ou éventuellement PE-V, et A-CV. L'entraînement en rotation des équipements au sein d'un même groupement se fait avantageusement par la mise en oeuvre de moyens de transmission uniques. Un seul variateur de vitesse étant à prévoir au plus entre les divers groupements et le moteur. On notera également que le champ d'application de la présente invention s'étend également au regroupement de l'alternateur et du compresseur de conditionnement d'air. En effet usuellement le compresseur de conditionnement d'air est piloté par un embrayage électromagnétique. I1 suffit donc de remplacer dans la réalisation décrite ci-dessus le compresseur volumétrique par le compresseur de conditionnement d'air. On remarquera que ce groupement est insolite, le compresseur de conditionnement d'air ayant une vitesse de rotation plus élevée que celle des compresseurs usuellement utilisés, et donc que l'on peut réduire la cylindrée dudit compresseur et par là même son encombrement. Cette variante s'applique notamment à un véhicule dépourvu de compresseur volumétrique. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'équipement pour un véhicule automobile ayant un moteur à combustion interne, comportant des équipements tels qu'alternateur, compresseur volumétrique et/ou compresseur de conditionnement d'air accouplés en rotation avec le moteur, caractérisé en ce que ledit alternateur (A) et l'un desdits compresseurs (CV,CC) sont disposés au voisinage l'un de l'autre et forment un groupe qui est entraîné en rotation à la même vitesse par des moyens d'entraînement communs (17,18,19,20,21) à partir du moteur (M). 2. Dispositif d'équipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alternateur (A) et le compresseur volumétrique (CV,CC) sont coaxiaux et disposés l'un à la suite de l'autre. 3. Dispositif d'équipement selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'alternateur (A) et le compresseur (CV,CC) sont disposés sur un côté du moteur (N). 4. Dispositif d'équipement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'alternateur(A) et le compresseur (CV,CC) sont reliés l'un à l'autre par des moyens d'embrayage (24). 5. Dispositif d'équipement selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens d'embrayage (24) sont disposés entre l'alternateur (A) et le compresseur (CV,CC). 6. Dispositif d'équipement selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens d'embrayage (24) sont électromagnétiques. 7. Dispositif d'équipement selon la revendication 6, caractérisé en ce que le compresseur (CV,CC) a un carter (30) portant sur une face extérieure (31) tournée vers l'alternateur (A), une bobine électrique torique (32), le compresseur (CV,CC) ayant un arbre (25) solidaire d'une culasse torique (33), de section en U, adaptée à entourer sans contact la dite bobine torique (32), ladite culasse (33) coopérant avec une armature (34) mobile axialement, l'alternateur (A) ayant un arbre (23) solidaire en rotation de cette armature (34). 8. Dispositif d'équipement selon la revendication 7e caractérisé en ce que ladite armature (34) est liée à l'arbre (23) de l'alternateur (A) par l'intermédiaire de languettes tangentielles circonférentielles (35) dont une extrémité est liée à un plateau (37) solidaire dudit arbre et dont l'extrémité opposée est liée à ladite armature (34). 9. Dispositif d'équipement selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites languettes (35) sont liées audit plateau (37) et à ladite armature (34) au moyen de pièces rapportées (40) reliées audit plateau (37) et à la dite armature (34) par des couronnes en élastomère (41). 10. Dispositif d'équipement selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite armature (38) est liée à un plateau (37) solidaire de l'arbre de l'alternateur par l'intermédiaire d'une bague en élastomère (42). 11. Dispositif d'équipement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le dispositif d'équipe- ment comporte une pompe à eau, caractérisé en ce que ladite pompe à eau (PE) est entraînée à partir du moteur (M) par une transmission à courroie (17,18,19), ladite pompe à eau (PE) entraînant à son tour l'alternateur (A). 12. Dispositif d'équipement selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite transmission à courroie entre le moteur (M) et la pompe à eau (PE) comporte des poulies (17,19) à écartements variables pour former un variateur de vitesse. 13. Dispositif d'équipement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel le dispositif d'équipement comporte un compresseur volumétrique, caractérisé en ce que ledit compresseur associé à l'alternateur est le compresseur volumétrique. 14. Dispositif d'équipement selon la revendication 13, dans lequel le dispositif d'équipement comporte un compresseur de conditionnement d'air ét une pompe hydraulique, caractérisé en ce que le moteur entraîne ce compresseur de conditionnement d'air (CC) et cette pompe hydraulique (PH) par une courroie commune (12). 15. Dispositif d'équipement selon l'une des revendications 13 ou 14, dans lequel ledit moteur à combustion interne est de type transversal placé au voisinage d'un habitacle d'un véhicule automobile, tandis que le dispositif d'équipement comporte, outre l'alternateur et le compresseur volumétrique, une pompe à eau, un compresseur de conditionnement d'air et une pompe hydraulique, caractérisé en ce que la pompe à eau (PE) est fixée à la partie supérieure du moteur, tandis que l'alternateur (A), le compresseur volumétrique (CV), le compresseur de conditionnement d'air (CC) et la pompe hydraulique (PH) sont disposés sur le côté du moteur qui est opposé à l'habitacle (H). 16. Dispositif d'équipement selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'alternateur (A) et le compresseur volumétrique (CV) sont disposés au niveau de la pompe à eau (PE) tandis que le compresseur de conditionnement d'air (CC) et la pompe hydraulique 1PH) sont disposés en dessous de l'alternateur (A) et du compresseur volumétrique (CV). 17. Dispositif d'équipement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel le dispositif d'équipement comporte un compresseur de conditionnement d'air, caractérisé en ce que le compresseur associé à l'alternateur est le compresseur de conditionnement d'air.