Brevet FR2557658A1 — publié le 19850705

La présente invention concerne une boite hydromé- canique de changement de vitesse,destinée au mécanisme de transmission pour un moyen de transport,surtout pour une voiture de tourisme. Les boites hydromécaniques de changement de vites- se, dans lesquelles est une partie de L'énergie transmise par la transmission hydrodynamique,par exempte par le conver- tisseur de couple hydrodynamique ou l'embrayage hydrodynamique et une partie est transmise par la voie mécanique sont plus avantageuses. Du point de vue de l'abaissement des pertes énergétiques, on connaît une boîte hydromécanique de change- ment de vitesse,qui contient une transmission hydrodynamique en forme d'un convertisseur de couple hydrodynamique;un mé- canisme de transmission à l'engrenage réducteur planétaire, qui est composé d'une couronne dentéed'un entraîneur,d'une roue centrale,d'un embrayage de blocage, d'un plain pLanétai- re réducteur et d'un frein de la roue centrale;un engrenage planétaire de colLectequi est composé de l'entraîneur avec deux satellites s'engageant mutuellement,une première roue centrale,une seconde roue centrale,reliée avec L'en- traîneur du train planétaire réducteur,une couronne dentée, reliée à l'arbre mené et des freins pour la liaison avec le corps de la première roue centrale et de l'entraîneur. La boi- te de changement de vitesse contient en plus des embrayages à friction pour assurer la liaison de l'arbre meneur avec la couronne dentée du train planétaire réducteur et avec le train planétaire de collecte, de même que la roue Libre pour assurer la liaison de la roue de turbine du convertisseur de couple hydrodynamique avec la couronne dentée du train réducteur planétaire. Cette boite de changement de vitesse assure la transmission de la puissance pour le premier et le second rapport de vitesse à l'aide du convertisseur de couple hydrodynamique et pour des autres rapports de vitesse par la voie mécanique. Un désavantage de la boîte de changement de vitesse précitée consiste dans le fait,qu'elle ne rend pas possible le freinage par le moteur pour le rapport de vitesse bas, c'est-à-dire le premier et le second rapportsde vitesse quand ce freinage est le plus nécessaire,pour la raison de La roue libre au-dessus de la roue de turbine du convertisseur de couple hydrodynamique. Est également connue une boîte hydromécanique de chan- gement de vitesse, qui contient un convertisseur hydrodynamique de couple,dont le générateur hydraulique est relié à l'arbre d'entrée;une roue de turbine,un train planétaire réducteur avec l'entraîneur ayant le satellite double,un frein qui relie l'entraîneur avec la boîte et deux roues dentées centrales et un engrenage planétaire de collecte relié avec l'arbre de sor- tie de la boîte de changement de vitesse par l'entraîneur ayant deux satellites s'engageant mutuellement,deux roues cen- trales,dont la première est reliée avec la seconde de l'engre- nage planétaire réducteur,un embrayage pour le blocage de l'en- grenage planétaire de collecte et d'une couronne dentée avec Le frein pour assurer la liaison de la couronne dentée avec la bolte.A part cela, la balte de changement de vitesse contient un embrayage à friction pour assurer la liaison de la roue de turbine du convertisseur hydrodynamique du couple et de la se- conde roue centrale de l'engrenage planétaire de collecte avec l'arbre meneur de la botte de changement de vitesse.La roue de turbine également relie l'embrayage à friction et La roue Li- bre avec la seconde roue centrale,déjà précitée,de l'engrenage planétaire de collecte. L'avantage de cette boîte de vitesse quadruple par rapport à la boite de changement de vitesse précédente consis- te dans la possibilité d'élargissement de la gamme des trans- missions tout en gardant les quatre rapports de vitesse dans toujours les mêmes engrenages planétaires;dans l'augmentation de l'efficacité et dans l'abaissement de consommation du car- burant grâce au blocage du convertisseur hydrodynamique de couple sur les deux derniers rapports de vitesse et également dans la possibilité de la marche de la roue libre par inertie à l'arrêt de la voiture sur le premier,troisième et quatrième rapport de vitesse. Mais son désavantage consiste dans le fait,qu'il n'est pas possible de bloquer le convertisseur hydrodynamique de couple au cours du second rapport de vitesse et le convertis- seur de couple hydrodynamique étant non bloqué,il n'est pas possible drutiliser avec le second rapport de vitesse la marche en roue libre par 2-557658 l'inertie à l'arrêt de la voiture. Les désavantages précités sont éliminés par la bolte hydromécanique de changement de vitesse,conforme à la pré- sente invention,qui contient des embrayages à friction pour assurer la liaison de la première roue centrale de 1 'engrenage planétaire réducteur avec la seconde roue centrale de l'engrenage planétaire de collecte avec l'arbre menant de la bolte de changement de vitesse et une roue libre, qui relie la roue turbi- -ne. du- onvertisseur hydrodynamique d le-cope --avec la première roue centrale de l'engrenage planétaire réducteur. Egalement il est avantageux de former le- premier em- brayage à friction de manière que les disques de fric- tion et le piston de l'embrayage pour assurer la liaison de la première roue centrale de l'engrenage planétaire ré- ducteur avec la seconde roue centrale de l'engrenage plandtaire,sont disposés antre le corps et le piston de l'embrayage & friction,qui relie la première roue centrale de l'engrenage planétaire réducteur avec l'arbre meneur de la botte de changement de vitesse. Egalement il est avantageux de former la boite de changement de vitesse de manière que la première roue cen- trale de l'engrenage planétaire réducteur est reliable dans tous les deux sens de l'orientation,par le premier embrayage,avec la seconde roue centrale de l'engrenage planétaire de collecte et, par le second embrayage,avec l'arbre d'entrée de la botte de changement de vitesse et également elle est reliée dans un sens d'orientation par la roue - libre avec- la roue de turbine, cependant que la seconde roue centrale de l'engrenage planétaire de collec- te est reliable dans les deux sens d'uorientation par le premier et le second embrayage,disposés en série, l'un derrière l'autre avec l'arbre d'entrée de la botte de changement de vitesse;ou de manière que l'anneau extérieur de roulement est relié avec la roue de turbine et que l'anneau intérieur de roulement est solidement relié avec la première roue centrale de l'engrenage planétaire réduc- teur et avec une moitié commune du premier et du second embrayage, cependant que la seconde moitié indépendante du embrayage,cependant que la seconde moitié indépendante du premier embrayage est solidement reliée avec la seconde roue centrale de l'engrenage planétaire de collecte et la seconde moitié indépendante du second embrayage est soli- dement reliée avec l'abre d'entrée de la boite de change- ment de vitesse. L'avantage de la boite de changement de vitesse,conformément à la présente invention,consiste dans le fait, que la roue libre dans le brin de transmission du moteur permet toujours, en cas de néces sité, la marche de la roue libre par l'inertie à l'arrêt de la voiture,tout en transmettant la puissance par l'intermédiaire du convertisseur hydrodynamique de couple et l'embrayage du blocage du convertisseur hydrodynamique de couple, créé parallèlement à la roue libre, permet d'augmenter l'efficacité de transmission et en même temps assure un freinage efficace par moteur au cours de tous les rapports de vitesse. La disposition des disques de l'embrayage à friction,conformément à la présente invention,permet sur le premier, troisième et quatrième rapport d'avant d'embrayer tous les deux embrayages à friction,disposés dans la partie d'avant de la bolte hydromécanique de chan- gement de vitesse à l'aide d'un seul canal,par lequel en- tre le liquide de travail sous pression,cependant que les deux canaux, qui restent, sont reliés à la décharge et les anneaux d'étanchéité de ces canaux ne travaillent pas sous pression et ne s'usent pas. En plus les possibilités de montage sont améliorées et les dimensions, masse, mo- ment d'inertie des parties, qui chargent les embrayages à friction et le freinage au cours du changement du rapport de vitesse sont réduites. Sur les dessins joints est illustré un exemple de l'exécution de l'invention, o: Fig.1 représente du point de vue schématique la botte hydromécanique de changement de vitesse avec le convertisseur hydrodynamique de couple, Fig.2 représente la construction des embrayages de friction devant le convertisseur hydrodynamique de couple;et Fig.3 représente du point de vue schématique la botte hydromécanique de changement de vitesse avec l'embrayage hydrodynamique. Comme il découle du dessin numéro 1, la botte hydromécanique de changement de vitesse est formée d'un convertisseur hydrodynamique de couple avec un générateur hydraulique l,relié avec l'arbre menant 2 de la botte de LO vitesse,d'une roue de turbine 3 et d'un réacteur 4,relid par la roue libre 6 au corps 5 de la botte. L'engrenage planétaire réducteur est composé d'un entratneur 7 avec un satellite à deux couronnes 8, d'un frein 9 pour relier l'entratneur au corps 5 de la botte de changement de vi- L5 tesse et d'une première et seconde roue centrale 10 et ll,dont la première est montée sur un arbre 12 et la se- conde sur un arbre 13.L'engrenage planétaire de collecte est composé d'un entratneur 15 avec deux satellites s'engageant mutuellement 16 et 17, cependant que l'entralneur 13 est relié à l'arbre de sortie 14 de la botte de changement de vitesse,d'une couronne dentée 18 et de freins 19 disposes sur cette couronne pour assurer sa liaison avec le corps de botte 5,d'une première et seconde roue centrale 20 et 21,d'un embrayage 22 de blocage de cette transmission planêtaire,qui relie l'entratneur 15 avec la première roue centrale 20 de l'engrenage planétai- re de collecte. La première roue centrale 20 de l'engrenage planétaire de collecte est reliée par l'arbre 13 à la seconde roue centrale 11 de l'engrenage planétaire O de réduction. La botte de changement de vitesse est munie d'un second embrayage 23 pour assurer la liaison de la première roue centrale 10 de l'engrenage planétaire réducteur,avec l'arbre menant 2 à l'aide de l'arbre 12 et d'un premier embrayage 24 pour assurer à l'aide de l'arbre 12 et de l'arbre 25, la liaison de la roue centrale 10 avec la seconde roue centrale 21 de l'engrenage planétaire de collecte. La roue de turbine 3 est reliée par une roue libre 26 à l'arbre 12 de la première roue centrale 10 de l'engrenage planétaire réducteur. Le second embrayage 23 est composé d'un corps 27,relié à l'anneau intérieur de roulement 28 de la roue libre 26,d'un piston 29, d'un disque d'embrayage à friction 30,relié à l'arbre menant 2 et de disques de friction 31 et 32, reliés au corps 27 de l'embrayage de friction 23. Le premier embrayage 24 est composé d'un piston 33,placé dans le corps 27 du second embrayage 23, et qui a un diamètre inférieur à celui du piston 29, de disques de friction 34 reliés au corps 27 du second embrayage 23 et de disques de friction 35 reliés au moyeu 36 placé d'une manière non orientée sur l'arbre 25. Les disques de friction 34 et 35 et le piston 33, sont disposés dans la cavité 37 entre le corps 27 et le piston 29 du second em- brayage 23. Le liquide sous pression peut entrer par les canaux 38 dans la cavité 37 et par des ouvertures 39 du canal 40 dans la cavité 41, formée par le piston 33 et le corps 27. Le canal 42 relie la cavité 43 et le convertis- seur hydrodynamique de couple à la source du liquide sous pression de travail. Les freins 9 et 19 contiennent des pistons 44,45 et 46,qui forment entre eux mêmes et le corps de la boite de changement de vitesse des cavités de travail 47,48 et 49, nécessaires pour leur mise en marche. L'embrayage à fric- tion 22 contient un piston 50,qui forme avec le corps de l'embrayage une cavité de travail 51. La boite hydromécanique de changement de vitesse fonctionne de la manière suivante: Sur le tableau suivant est illustrée la progression d'engagement des embrayages à friction et des freins et de l'envoi du liquide sous pression de travail aux cavités de travail des embrayages de friction et des freins pour les différents rapports de vitesse. a) _ -.. + _ +D 2- - + - - + + + - Co - 4-' C, M e ct r O 4t - > H - - +È +u+ -X - + C - - Pi Cli a lm % lm u ' X0 O\. OD >ôW ta t., C.,0 c W W C > C CL - C > >. *H.- H 'H *H *H " *H * C_0 CU n > X > D CoJ E CO E U Li E Xt E Co p I H - - + + + + + + B + 2 H - - + -. + + + + + B + + - 3 H __- - + + y+ _+ _- + B + 1 4 H _ _ + + + + + _ _ _ _ _ + B + N _ _ _ _ _ _ - _. _ _ _- Z H _ + _+ + + + + B + + _ o H signifie l'utilisation du convertisseur hydrodynamique de couple ou de l'embrayage, B signifie le blocage du convertisseur hydrodynamique ou de l'embrayage, + signifie que l'embrayage ou le frein sont engagés, ou la cavité de travail se trouve sous la pression du liquide, - signifie que l'embrayage ou le frein sont désengagés, ou la cavité de travail esi reliée à la décharge, 1, 2, 3, 4 signifie les rapports de vitesse, Nsignifie le point mort Z- signifie le rapport de marche arrière. Pour le premier rapport de vitesse sont engagés le premier embrayage 24 et le frein 19. Le liquide de travail est amené sous pression dans la cavité 41 et déplace le pis- ton 33 vers la gauche et ce dernier comprime les disques de friction 34 et 5 et par suite il assure l'emgagemeni de l'embrayage. Comme la cavité 37 est reliée à la décharge, la pression du liquide de travail dans la cavité 43 agit sur le piston 29 et pousse ce dernier vers la droite de l'em- brayage. L'engagement de l'embrayage 19 est acquis par l'envoi du liquide sous pression dans la cavité 49. La puissance est transmise de l'arbre de l'entrée 2 vers le générateur hydraulique 1 de l'embrayage hydrodynamique et ensuite de la turbine 3,par l'intermédiaire de la roue libre 26 et du second embrayage 24 engagé,vers l'arbre 25 et puis vers la seconde roue centrale 21 de l'engrenage planétaire de collecte et, à travers le satellite 17, s'abducant sur la couronne dentée 18,freinée par le frein 19, jusqu'à l'entraIneur 15 et l'arbre de sortie 14.Lorsque la pédale de l'accélération est levée, la roue libre 26 permet la marche en roue libre par inertie à l'arrêt de la voitureet le moteur marche à vide tout en ayant la consommation minimum du carburant. En cas d'augmentation de l'arrivée de carburant,la roue libre est embrayée et la transmission de la force de traction est effectuée de la manière décrite ci-dessus. L'embrayage du blocage du convertisseur hydrodynamique de couple en cas du premier rapport de vitesse est assuré par la liai- son de la cavité 43 à la décharge par l'intermédiaire du canal 42,le piston 33 se déplace vers la gauche sur la figure 2 et; par l'intermédiaire des disques de friction embrayés 34 et du piston 35,il pousse les disques 30, 31 et 32 jusqu'à une liaison à friction. La puissance de l'arbre meneur 2 est transmise sur le corps 27 et par l'intermédiaire du premier embrayage embrayé 24 sur l'arbre 25 vers l'engrenage planétaire de collecte. En cas du blocage du convertisseur hydrodynamique de couple, il est possible de freiner par le moteur avec le premier rapport de vitesse. Pour le second rapport de vitesse le frein 9 et l'embrayage de friction 22 sont engagés. Le liquide de travail est amené dans la cavité 48 et 51 et par l'intermédiaire des pistons 44 et 45 il engage le frein 9 et par le piston 50 il engage l'embrayage à friction 22. Le couple est transmis de l'arbre meneur 2 vers le généra- teur hydraulique 1 du convertisseur hydrodynamique de cou- ple et, depuis la roue de turbine 3,par l'intermédiaire de la roue libre et de l'arbre 12,vers la première roue cen- trale 10 de l'engrenage planétaire réducteur. Comme l'entraîneur 7 est freiné par le frein 9,le mécanisme pla- nétaire travaille en tant que la transmission simple de réduction et la puissdance est transmise par l'intermédiaire de satellite à deux couronnes 8 sur la se- conde roue centrale 11 et, par l'intermédiaire de l'embrayage engagé 22 qui bloque l'engrenage planétaire de collecte, sur l'arbre de sortie 14 de la botte de change- ment de vitesse. La roue libre 26 permet même pour le second rapport de vitesse la marche en roue libre par inertie à l'arrêt de la voiture. Le blocage du convertisseur hydro- dynamique de couple au cours du second rapport de vitesse est effectué par la liaison de la cavité 43 par l'intermédiaire du canal 42 avec la décharge et de l'envoi du liquide de travail sous pression dans la cavité 37 par les canaux 38. Le piston 29 est cependant déplacé vers la gauche et engage le second embrayage 23,qui relie par l'intermédiaire du corps 27 et l'anneau intérieur de rou- lement 28, l'arbre d'entrée 2 à l'arbre 12. Au cas du blocage du convertisseur hydrodynamique de couple, il est possible de freiner par le moteur pour le second rapport de vitesse. Pour le troisième rapport de vitesse le premier em- brayage 24 et le frein 9 sont engagés. Le liquide de tra- vail sous pression est amené dans la cavité 41 et 48,1e premier embrayage 24 est engagé par le piston 33 et le frein 9 par les pistons 44 et 45. Le couple est transmis de l'arbre menant au génêrateur hydraulique 1 du conver- tisseur hydrodynamique de couple et, de la roue de turbine 3,à la roue libre 26 et de là, d'une part vers la première roue centrale 20 de l'engrenage planétaire de collecte par l'intermédiaire de l'engrenage planétaire réducteur et d'autre part vers la seconde roue centrale 21 de l'engrenage planétaire de collecte par l'intermédiaire du premier embrayage 24 et de l'arbre 25. Dans l'engrenage planétaire de collecte les deux voies du couple sont réu- nies et, par l'entraîneur 15,ce dernier est transmis à l'arbre de sortie 14 de la botte de changement de vitesse. Le blocage du convertisseur hydrodynamique de couple lors de l'emploi du troisième rapport de vitesse est acquis par l'embrayage du second embrayage 23,cependant que la cavité 43 est reliée avec la décharge et le piston 29 est déplacé à gauche par l'action du piston 33 comme au cas du premier rapport de vitesse. La roue libre 26 assure de mê- me pour le troisième rapport de vitesse la marche de la roue libre par l'inertie à l'arrêt de la voiture et en cas du blocage du convertisseur hydrodynamique de couple,il est possible de freiner par le moteur. Pour le quatrième rapport de vitesse le premier em- brayage 24 et l'embrayage de friction 22 sont engages par l'envoi du liquide de travail sous pression dans les cavi- tés 41 et 51 au-dessous des pistons 33 et 50. Le couple est transmis de l'arbre menant 2 vers le générateur hy- draulique 1 du convertisseur hydrodynamique de couple et de la roue de turbine 3,par l'intermédiaire de la roue li- bre 26,du premier embrayage 24 et du moyeu 36,vers l'arbre 25. L'embrayage de friction 22 bloque l'engrenage plané- taire de collecte et la puissance est transmise de l'arbre 25 sur l'arbre de sortie 14 de la botte de changement de vitesse.Le blocage du convertisseur hydrodynamique de cou- ple est effectué par l'engagement du second embrayage 23,comme pour les premier et troisième rapport de vitesse.Même pourle quatrième rapport de vitesse la marche de la roue libre par l'inertie à l'arrêt de la voiture est possible en cas du blocage du convertisseur hydrodyna- mique de couple,il est possible de freiner par le moteur. Au point mort tous les embrayages et les freins sont débrayés,toutes les cavités de travail sont reliées à la décharge et le liquide de travail sous pression se trouve seulement dans le convertisseur hydrodynamique de couple et dans la cavité 43. Pour la marche arrière les deux freins 9 et 19 sont engagés.Comme même au cours de ce rapport de vitesse le frein transmet le couple de torsion augmenté,la force de pression est développée par deux pistons 46 et 45,sur les- quels pousse le liquide de travail de pression dans les 1l L'exécution de construction du premier et du second embrayage dans la première partie de la transmission hydromécanique permet au cours du premier, troisième et le quatrième rapport de vitesse l'embrayage du premier et le second embrayage 24 et 23 par le seul canal 40, relié à la source du liquide de travail sous pression. Ceci permet l'abaissement de l'usure des anneaux d'étanchéité dans les canaux,qui relient les cavités 47 et 43,soit à la décharge, soit avec la- source du liquide de travail sous pression. REVENDICATIONS l.Bolte hydromécanique de changement de vitesse,comportant une transmission hydrodynamique,composée d'un générateur hydraulique (1), relié avec l'arbre menant (2) et d'une roue de turbine (3),un train planétaire réducteur avec un entraîneur (7) ayant un satellite double (8), un frein (9) pour relier l'entraîneur avec la boite et avec une première et une se- conde roue centrale (10,11) et l'engrenage planétaire de collecte,relié à l'arbre de sortie (14) de la botte de changement de vitesse et comprenant un entraîneur (15) avec deux satellites (16,17)s'engageant mutuellement, avec une première et une seconde roue centrale (20,21) dont la première (20) est reliée à la seconde roue centrale (11) de l'engrenage planétaire réducteur,avec un embrayage à friction par le blocage de cet engrenage et avec une cou- ronne dentée et un frein pour sa jonction au corps (5) de la botte de changement de vitesse, caractérisée en ce qu'elle contient un premier et un second embrayage (24)et (23) pour relier la première roue centrale (10) de l'engrenage planétaire réducteur avec la seconde roue centrale (21)de l'engrenage planétaire de collecte et avec l'arbre menant (2) de la botte de changement de vitesse et en ce que la roue de turbine (3) de la transmission hydrodynamique est reliée par une roue libre (26) avec la première roue cen- trale (10)de l'engrenage planétaire réducteur. 2. Bolte selon la revendication l,caractérisée en ce que les disques de friction (34) et le piston (33) de l'embrayage (24) pour la liaison de la première roue cen- trale (10) de l'engrenage planétaire réducteur avec la se- conde roue centrale (21) de l'engrenage planétaire de collecte,sont placés entre le corps (27) et le piston (29) de l'embrayage de friction (24),qui relie la première roue centrale de l'engrenage planétaire réducteur avec l'arbre meneur (2) de la bolte de changement de vitesse. 3. Boite selon la revendication l,caractérisée en ce que la première roue centrale (10) de l'engrenage pla- nétaire réducteur est reliable dans les deux sens de rota- tion avec la seconde roue centrale (21) de l'engrenage planétaire de collecte par le premier embrayage (24) et, avec l'arbre d'entrée (2) de la botte de changement de vi- tesse par le second embrayage (23) et en ce qu'elle est également reliée dans un sens de rotation par la roue li- bre (26) avec la roue turbine (3) cependant que la seconde roue centrale(21) de l'engrenage planétaire de collecte est reliable dans les deux sens de rotation par le premier embrayage (24) et le second embrayage (23),disposés en série, l'un derrière l'autre avec l'arbre d'entrée (2) de la bolte de transmission de vitesse. 4. Boite selon la revendication l,caractérisée en ee que l'anneau extérieur de roulement de la roue libre (26)est relié à la roue de turbine (3) et l'anneau intér- ieur de roulement (28)de la roue libre (26) est solidement relié à la première roue centrale (10) de l'engrenage pla- nétaire réducteur et à une partie commune du premier em- brayage (24) et du second embrayage (23),cependant que la seconde partie, indfpendante du premier embrayage (24) est solidement reliée avec la seconde roue centrale (21) de l'engrenage planétaire de collecte et la seconde moitié indépendante du second embrayage (23) est solidement re- liée avec l'arbre d'entrée (2) de la boite de changement de vitesse.