Brevet FR2543245A1 — publié le 19840928

TRANSMISSION A VARIATEUR. La présente invention est relative à une transmission pour véhicules automobiles et se rapporte plus particulièrement à une transmission à variation continue du rapport de transmission. On connait déjà des transmissions sur ce principe et on connait également des améliorations visant à augmenter soit le rendement, soit la variation totale du rapport de transmission pour diminuer la consommation d'énergie Par ailleurs, on a vu des dispositifs permettant d'accroître la longévité du variateur en le mettant hors circuit pendant certaines phases de fonctionnement, et notamment sur route Généralement ces dispositifs sont compliqués et coûteux en énergie et en prix de fabrication. Le but de la présente invention est de réaliser d'une manière simple et très économique une transmission optimisant le rendement, la longévité et le prix de revient A cet effet, l'invention a pour objet une transmission de puissance à rapport de transmission continuement variable et à rapport de transmission constant notamment pour véhi- cule automobile économe en énergie comportant un dispositif d'embra- yage d'entrée, et comportant d'une part un variateur constitué es- sentiellement par un arbre primaire et un arbre secondaire, ces arbres portant des dispositifs de variation et de transmission de la puissance, et d'autre part une liaison directe à rapport constant permettant de court-circuiter le variateur, ladite transmission comporte un dispositif de crabotage qui est solidaire de l'arbre du pignon d'attaque et reçoit le mouvement soit par le variateur et un couple de pignons,soit par une liaison directe constituée par un seul couple de pignons. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'em- brayage d'entrée est un embrayage simple coupant l'alimentation du variateur et de la liaison directe. 49398 1 16 i 2 - Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'em- brayage d'entrée est un embrayage coupant l'alimentation de la liaison directe. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'em- brayage d'entrée est un embrayage double coupant soit l'alimentation du variateur, soit l'alimentation de la liaison directe, laquelle alimentation directe a le pignon récepteur solidaire de l'arbre du pignon d'attaque. Selon un mode de réalisation de l'invention, la marche arrière est obtenue par la liaison par le variateur au moyen d'un pignon soli- daire de l'arbre secondaire du variateur d'un pignon solidaire du crabot et d'un pignon intermédiaire monté sur un arbre intermé- diaire. Selon un mode de réalisation de l'invention, le rapport de trans- mission le plus long du variateur est le même que le rapport de transmission de la liaison directe. Selon un mode de réalisation de l'invention, le rapport de trans- mission le plus long du variateur est inférieur au rapport de trans- mission de la liaison directe. Selon un mode de réalisation de l'invention, le passage de la liai- son par variateur à la liaison directe et inversement, se fait de façon automatique. Les caractéristiques de la présente invention sont ainsi les sui- vantes: une branche à liaison directe, toujours entrainée par le moteur thermique est montée en parallèle avec le variateur, et permet de courtcircuiter le variateur, l'embrayage classique doit être laissé embrayé suivant un mode de réalisation ou peut être débrayé pendant la liaison directe, suivant 49398 1 1676 -3- un autre mode de réalisation, un dispositif de crabot à synchroniseur permet de passer de la transmission par le variateur à la transmission directe, ou inversement, lorsqu'il y a synchronisme, c'est-à-dire au rapport de vitesse le plus long du variateur, un dispositif électronique permet de détecter ce synchronisme et de commander le changement de mode de transmission. On voit aisément les avantages d'une telle transmission le variateur, dont l'emploi est intéressant uniquement en cir- culation urbaine, peut être utilisé dans sa plage normale avec une plage de variation limitée par exemple à 5,5, c'est-à-dire dans la zone o le rendement du variateur est bon, la liaison directe permet un fonctionnement avec un rendement nettement amélioré, pouvant atteindre 10 points, en utilisation routière et auto-routière, on peut encore améliorer le rendement global de l'ensemble du groupe moto-propulseur en augmentant la plage du variateur vers un rapport de transmission plus long, mais uniquement pour at- teindre le synchronisme avec la liaison directe qui elle aussi a un rapport plus long On utilise ainsi le variateur dans sa zone de plus mauvais rendement que pendant un temps très court. Une plage totale de 6 peut ainsi être utilisée, momentanément, lorsque la liaison directe est active, si on n'actionne pas l'embrayage, le variateur continue à tourner, mais sans couple et se trouve donc prêt à être réutilisé, ce qui peut être inté- ressant si le profil du parcours est un peu difficile. Par contre, sur route et autoroute à profil peu varié, on peut arrêter le variateur en débrayant; le gain en rendement sera meilleur, mais le retour à l'utilisation du variateur sera un 49398 1 167 t peu plus long. Bien sûr on peut compliquer le système en mettant deux embrayages, le seul avantage étant d'éviter la rupture de couple lors du chan- gement de mode de transmission. Les réalisations qui sont représentées en annexe, ne sont données qu'à titre d'exemple et servent de bases pour la description et l'explication du fonctionnement de la présente invention. Les dessins annexés sont les suivants La figure 1 représente la chaine cinématique d'ensemble d'une- transmission dans laquelle le variateur ne peut être débrayé pendant la liaison directe. La figure 2 représente la chaine cinématique de la même trans- mission que celle de la figure 1, mais dans laquelle le varia- teur peut être débrayé pendant la liaison directe. La figure 3 représente la chaine cinématique d'un ensemble de transmission, utilisant deux embrayages au lieu d'un et permet- tant le changement de mode de transmission sans rupture de couple. La figure 4 représente la disposition, de l'une quelconque des transmissions précédentes, mais vue suivant une coupe de la figure 1 sans la marche arrière ni l'embrayage. La figure 5 représente suivant une coupe de la figure 1, la prise directe et la marche arrière. La figure 1 représente la chaine cinématique d'une transmission comprenant un embrayage classique 1, simple dont la cloche 2 est solidaire en rotation du vilebrequin 3 du moteur thermique 4 Le disque 5 49398 11676 -5- de l'embrayage 1 est relié à l'arbre 6 qui porte le pignon 7, primaire de la liaison directe en engrenant avec le pignon 8 et les poulies 9 et 10 formant le primaire du variateur à courroie 11. Le variateur à courroie 11 a donc ses poulies primaires 9 et 10 sur l'arbre 6 et ses poulies secondaires 12 et 13 sur l'arbre secondaire 14. On ne représentera pas plus en détail le variateur à courroie dont on sait qu'une des poulies primaires est liée à l'arbre 6 et l'autre peut coulisser sur cet arbre et de même pour le secondaire. L'arbre secondaire 14 porte les pignons 15 et 16, ce dernier engrenant avec le pignon 17 tournant librement sur l'arbre 18. L'arbre 18 porte solidairement un crabot 19 qui peut être cra- boté soit avec le pignon 17 pour réaliser la transmission par le variateur, soit avec le pignon 8 pour réaliser la liaison directe. L'arbre 20 porte un pignon 21 pour réaliser la marche arrière entre le pignon 15 solidaire de l'arbre 14 et le pignon 22 porté par le baladeur du crabot 19. L'arbre 18 porte solidairement le pignon 23 qui engrène avec la couronne 24, celle-ci entrainant le différentiel non représenté sur la figure. La transmission ainsi décrite, comporte en plus un dispositif électronique avec capteur de vitesse de rotation des pignons 8 et 17, actionneur de commande du crabot 19, l'embrayage 1 pouvant être commandé manuellement ou automatiquement. L'ensemble de commande électronique, non décrit par les dessins annexés et connu en soi, gère automatiquement la transmission et 49398 1 1676 6- le moteur thermique de manière à utiliser ce dernier en permanence dans sa zone de consommation économique, en pilotant le carbura- teur ou la pompe à injection du moteur et le rapport de transmission par l'intermédiaire de la commande du variateur. Ce système électronique est donc utilisé, en outre pour détecter le synchronisme de rotation des pignons 8 et 17, permettant ainsi de passer d'un mode de transmission à l'autre, à savoir: direct ou par le variateur. Lorsque l'on vent passer au mode de transmission directe, le système électronique pilote la commande du variateur vers le rapport long jusqu'à obtenir le synchronisme des pignons 8 et 17; à ce moment là, il commande le moteur thermique par son carburateur ou sa pompe à injection de telle manière que le couple transmis soit nul, ce qui facilite le décrabotage; on peut alors commander le crabot 19 pour le désolidariser du pignon 17 et le solidariser avec le pignon 8: la liaison directe est réalisée il ne reste qu'à revenir au couple moteur initial par action sur le carburateur ou sur la pompe à injection. En réalité, le retour au synchronisme pour passer de la transmis- sion directe à la transmission par le variateur, n'est pas neces- saire En effet, on peut laisser le variateur à un rapport un peu moins long que celui de la prise directe et procéder de la manière suivante: commande du moteur thermique pour annuler son couple pour décra- boter le pignon 8 et mise au neutre du crabot 19, accélération du moteur pour obtenir le synchronisme entre le crabot 19 et le pignon 17, crabotage du pignon 17 par le crabot 19. 49398 11676 -7- On obtient ainsi l'effet d'augmentation brutale du couple ent-e la prise directe et le variateur Le rapport de ce dernier peut par exemple être réglé à 0,8 du rapport de la prise directe. Pendant le fonctionnement en liaison directe, le rapport de trans- mission du variateur peut être réduit ou être conservé à sa valeur maxi; une réduction aux environs du rapport 1/1 pour le variateur améliorant la longévité de la courroie A noter que l'on peut éga- lement réduire la consommation des auxiliaires de commande du variateur puisque l'énergie transmise par celui-ci est nulle aux pertes près. Pour illustrer ce fonctionnement on peut prendre un exemple, avec un variateur d'ouverture 5,5 dont le rapport court est de 1 = 0,426 et le rapport long de 5,5 = 2,345 e ,5 Le rapport des pignons 16 et 17 sera réducteur, par exemple, 146 ce qui donnera entre la vitesse moteur et la vitesse du pignon d'attaque 23, une plage de variation de 0,292 à 1,606. En prise directe le rapport entre les pignons 7 et 8 sera multipli- cateur du rapport 1,606. Afin de sauvagarder la longévité de la courroie du variateur on pourra, n'utiliser en circulation urbaine qu'une ouverture de 5 du rapport de transmission, le rapport long étant ramené de 2,345 à 2,345 x = 2,132 Le rapport long de 2,345 n'étant utilisé 5,5 que pour réaliser le synchronisme en préparation du passage en liaison directe. La figure 2 représente une chaine cinématique d'une transmission permettant d'arrêter le variateur lorsque le couple est transmis 49398 1167 -8- par la liaison directe. L'embrayage classique l est remplacé par un embrayage 25 dont la cloche 26 est reliée solidairement au vilebrequin 27 d'un moteur 28 Le plateau 29 de cet embrayage est relié à l'arbre 6 portant solidairement les poulies primaires 9 et 10 du variateur à courroie 11 Cet embrayage a également un plateau d'appui 30, coulissant sur un arbre 32 mais lié en rotation à cet arbre 32 et à la cloche 26 de l'embrayage 25; la butée 31 permet d'avoir 2 positions stables de cet embrayage:-embrayée lorsqu'elle est déplacée vers la gauche, débrayée lorsqu'elle est déplacée vers la droite. L'arbre 32 porte un pignon 33 solidaire dudit arbre 32, le pignon 33 engrenant avec le pignon 8 comme sur la figure 1. Le fonctionnement est le même que celui de la transmission repré- sentée sur la figure 1, à la différence près, que lorsque l'on se trouve en liaison directe, il est possible de débrayer et d'ar- rêter totalement la rotation du variateur, ce qui supprime totale- ment les pertes de cet organe et donne un meilleur rendement de transmission Ceci est particulièrement intéressant sur les longs parcours ou reliefs peu tourmentés, le conducteur ayant la possi- bilité de revenir en fonctionnement par le variateur soit automa- tiquement, ce qui prend un peu de temps puisqu'il faut relancer le variateur, soit de prévoir le changement de mode et de relancer le variateur préalablement, le changement de mode intervenant après d'une manière automatique. La figure 3 représente une variante de la chaine cinématique d'une transmission avec un embrayage double permettant le changement de mode sans rupture de couple. L'embrayage double 34, dont la cloche 35 est solidaire du vilebre- quin 36 du moteur 37 possède deux plateaux 38 et 39, le premier étant solidaire de l'arbre 6 portant les poulies primaires 9 et 10 du variateur à courroie 11, le second étant solidaire de l'arbre 49398 1 1676 _ 9- , celui-ci portant le pignon 41 réalisant la liaison directe par engrènement avec le pignon 8 qui est solidaire de l'arbre 18. Lors du changement de mode, toujours au synchronisme en rotation des pignons 8 et 17, on débraye le plateau 38 de l'embrayage 34 et on embraye le plateau 39; le transfert de charge se fait ainsi sans rupture de couple Le reste du fonctionnement est le même que pour les exemples précédents. A noter que dans ce cas le synchronisme n'a pas besoin d'être rigoureux, cependant il doit être assez bon si l'on veut éviter les à-coups et obtenir un bon confort de conduite. Les figures 4 et 5 représentent une vue en bout, suivant les axes, de la cinématique de la transmission représentée par la figure 1. Ces figures 4 et 5 ont simplement pour but de montrer la compacité d'un tel système et la simplicité de l'ensemble, on apprécie ainsi très bien l'intérêt de cette invention. Bien entendu, au cours de la démonstration il a toujours été fait référence à un variateur à courroie et poulies, mais il est évident que l'invention s'applique à tous les types de variateurs dont les arbres d'entrée et de sortie sont parallèles et non co-axiaux. 49398 1 1 l - REVENDICATIONS. 1 Transmission de puissance à rapport de transmission continuement variable et à rapport de transmission constant notamment pour vé- hicule automobile économe en énergie comportant un dispositif d'em- brayage d'entrée et comportant d'une part un variateur ( 11) constitué essentiellement par un arbre primaire ( 6) et un arbre secondaire ( 14), ces arbres portant des dispositifs de variation et de transmission de la puissance, et d'autre part une liaison directe à rapport cons- tant permettant de court-circuiter le variateur ( 11), caractérisée en ce qu'un dispositif de crabotage ( 19) est solidaire de l'arbre ( 18) du pignon d'attaque ( 23) et reçoit le mouvement, soit par le variateur ( 11) et un couple de pignons ( 16 et 17), soit par une liaison directe constitué par un seul couple de pignons ( 7 et 8). 2 Transmission selon la revendication 1,caractérisée en ce que le dispositif d'embrayage d'entrée est un embrayage simple ( 1) coupant l'alimentation du variateur et de la liaison directe. 3 Transmission selon la revendication 1,caractérisée en ce que le dispositif d'embrayage d'entrée est un embrayage ( 25) coupant l'alimentation du variateur. 4 Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'embrayage d'entrée est un embrayage double ( 34) coupant, soit l'alimentation du variateur ( 11), soit l'alimentation de la liaison directe, laquelle alimentation directe a le pignon ( 8) solidaire de l'arbre ( 18) du pignon d'attaque ( 23). Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que la marche arrière est obtenue par la liaison par le variateur ( 11) au moyen du pignon ( 15) solidaire de l'arbre secondaire ( 14) du variateur, du pignon ( 22) solidaire du crabot ( 19) et d'un pignon intermédiaire ( 21) monté sur un arbre ( 20). 49398 11676 6 Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rapport de transmission le plus long du variateur est le même que le rapport de transmission de la liaison directe. 7 Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rapport de transmission le plus long du variateur est inférieur au rapport de transmission de la liaison directe. 8 Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que le passage de la liaison par variateur à la liaison directe et inversement, se fait de façon automatique. 49398 1 16