Brevet FR2585300A1 — publié le 19870130

VEHICULE AUTOMOBILE A TRANSMISSION INTEGRALE. L'invention concerne un nouveau type de véhicule automobile à transmission intégrale ; elle se rapporte plus particulièrement à un véhicule automobile dans lequel on répartit la puissance disponible fournie par le moteur sur les quatre roues et ce, dans une proportion fixe et prédéterminée, par exemple de 50/50. I1 existe plusieurs solutions pour répartir la puissance du moteur sur les quatre roues du véhicule. De tels véhicules à quatre roues motrices sont généralement désignés sous l'expression 4 x 4. Dans une première forme de réalisation, de manière connue, chaque train avant et arrière du véhicule est associé à un différentiel. Lorsque l'on désire occasionnellement transmettre la puissance aux quatre roues, on fait alors appel à un crabot. De la sorte, ces quatre roues sont entraînées à la même vitesse. Malheureusement, dans une courbe ou dans un virage, la vitesse relative des roues des trains avant et arrière n'est plus positivement corrigée, et cette correction s'effectue seulement par le patinage des roues sur le sol plus ou moins glissant. Ainsi, cette solution qui fait appel à deux différentiels associés à un crabot, n'est guère utile que sur des sols glissants. Dans une seconde forme de réalisation classique, dite "boite transfert", l'arbre de sortie du moteur est relié à une boite transfert, qui comporte un différentiel inter-ponts. Ce différentiel inter-ponts transmet ensuite le mouvement partie aux train avant, partie au train arrière. Si cette solution qui fait donc appel à trois différentiels dont un différentiel inter-pont, est largement répandue puisqu'elle permet de réguler la vitesse des deux trains, en revanche, lorsque l'un des trains patine, ce patinage peut absorber jusqu'à la totalité de la puissance disponible, de sorte que l'autre train ne reçoit pratiquement plus de puissance -et n'est donc pratiquement plus entraîné. Pour pallier cet inconvénient, on a suggéré d'adjoindre à ce différentiel inter-ponts un organe de blocage, par exemple à crabot. On est alors amené à la solution précédente avec les inconvénients que cela comporte. Dans une version récente perfectionnée, les quatre roues sont entraînées en permanence et l'on se contente d'intervenir volontairement et occasionnellement sur le différentiel inter-pont. Cette transmission intégrale permanente est coûteuse et relativement fragile. L'invention pallie ces inconvénients. Elle concerne un véhicule du type en question à quatre roues motrices qui soit économique, facile à construire, fiable, résistant, adaptable à une très large gamme de puissance de moteurs même de faible puissance et qui permette de répartir la puissance disponible du moteur sur les quatre roues dans une proportion fixe et- prédéterminée, notamment de 50/50. Ce véhicule automobile à transmission intégrale qui comprend - un train avant et un train arrière, équipés chacun d'un différentiel avec un arbre d'entrée ; - un moteur dont l'arbre de sortie est associé à un organe de transmission du mouvement auxdits arbres d'entrée de chacun des différentiels, se caractérise en ce que chaque train avant et arrière comporte un variateur interposé entre l'arbre d'entrée de chaque différentiel et l'organe de transmission du mouvement du moteur. En d'autres termes, l'invention consiste - d'une part, à répartir la puissance de l'arbre de sortie du moteur, partie sur le train avant, partie sur le train arrière dans un rapport fixe, prédéterminé et invariable - d'autre part, à interposer un variateur entre l'arbre moteur et l'arbre d'entrée du différentiel de chaque train. De la sorte, ces variateurs remplissent non seulement leur fonction classique et connue de boite à vitesse automatique, mais également la fonction nouvelle de différentiel régulateur des trains avant et arrière dans les virages. Comme on le sait, un "variateur" est un dispositif mécanique qui permet de transmettre le mouvement d'un arbre à un autre arbre avec la possibilité de modifier de façon continue la vitesse de rotation de ce dernier, c'est-à-dire d'adapter le couple moteur en fonction de la vitesse fournie par le moteur et de l'effort demandé par les roues. On utilise avantageusement soit des variateurs de couple ou de puissance, tels que par exemple des variateurs à courroies à poulies mobiles De même, comme on le sait, un "différentiel" est un dispositif qui permet de répartir la puissance disponible et les couples de l'arbre d'entrée moteur entre deux arbres de sortie associés aux roues, pour permettre à ces roues de tourner à des vitesses différentes afin de compenser la différence de rayon dans les courbes et les virages.Le plus généralement, dans un véhicule automobile, les différentiels sont constitués par un ensemble de pignons coniques. D'autres solutions peuvent être également utilisées, par exemple du type de celle décrite dans la demande de brevet français n" 84.05 183 du 29 Mars 1984. Avantageusement, en pratique - l'organe de transmission de la puissance du moteur est constitué de manière connue par un arbre rotatif répartissant partie de la puissance sur le train avant, partie sur le train arrière, notamment dans la proportion 50/50. - dans une variante, l'arbre de transmission du mouvement du moteur entraîne : . d'une part le train avant par l'intermédiai re d'un variateur dont les poulies et la courroie trapézoïdale entraine l'arbre d'en trée du différentiel avant, . d'autre part, le train arrière par l'inter médiaire d'une courroie synchrone qui en traîne à son tour l'arbre d'entrée d'un va riateur dont les poulies et la courroie en traînent ensuite l'arbre d'entrée du diffé rentiel arrière - les courroies de transmission sont du type trapé zoïdale cranté. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif, à l'appui des figures annexées. Les figures 1 et 2 montrent une première forme de réalisation de l'invention avec courroies, respectivement vue en coupe longitudinale (figure 1) et en vue de dessus (figure 2). Les figures 3 et 4 représentent une seconde forme de réalisation de l'invention avec arbres rigides de transmission, également respectivement vue en coupe longitudinale (figure 2) et en vue de dessus (figure 4). Le véhicule automobile conforme à l'invention comprend un train avant désigné par la référence générale (1) et un train arrière désigné par la référence générale (2). Chaque train (1) et (2) comprend essentiellement un différentiel (3) et (4) avec son réducteur intégré, et son arbre d'entrée respectivement (5) et (6) qui, par des cardans (7,8,9,10) transmet à des demi-arbres rotatifs coulissants (11,12,13,14) le mouvement à d'autres cardans (15,16,17,18) et delà aux roues respectivement avant (19,20) et arrière (21,22). Le moteur (30), placé par exemple à l'avant du véhicule, présente un arbre moteur de sortie (31) sur lequel est montée une première poulie motrice fixe (32). En série, sur cet arbre, est monté un variateur (43) dont la poulie mobile (33) est voisine de la poulie fixe (32). La poulie motrice (32) entraine de façon synchrone la poulie (36) par deux courroies trapézoïdales crantées (34) et (34') connectées par un relais (60). La poulie (33) de sortie du variateur (43) entraîne également par une courroie (35) la poulie réceptrice (42) montée sur l'arbre d'entrée (5) du différentiel (3) du train avant (1). Ainsi, grâce aux courroies (34,34'), la poulie motrice (32) entraîne une poulie réceptrice (36) crantée qui, par un arbre entraîné (37) agit sur la poulie (38) d'un premier variateur (39). Sur cette poulie (38) du variateur (39), par exemple à courroies et à billes, agit une troisième courroie trapézoïdale crantée (40) qui commande une poulie (41) à joues, variables, fixée sur l'arbre d'entrée (6) du différentiel arrière (4). D'une façon analogue, la courroie trapézoïdale (35) entraîne une poulie réceptrice (42) à joues variables, fixée sur l'arbre d'entrée (5) du différentiel avant (3). Si avantageusement, les courroies (35,40) sont en caoutchouc ou en un autre élastomère armé, notamment en fibres résistant à haute température, ces courroies peuvent être également métalliques, type Van Dorne. Dans une variante, le diamètre des poulies (32,33) peuvent être différent, ce qui permet de répartir dans un rapport prédéterminé la puissance disponible sur le train avant et sur le train arrière et ce, en fonction de la répartition, par exemple des charges, sur ces deux trains. Cette répartition peut être soit fixée préalablement soit varier en cours de marche grâce à un dispositif mécanique électronique ou autre. Dans la forme de réalisation montrée aux figures 3 et 4,les mêmes éléments qu'à la figure 1 ont été désignés par les mêmes références, notamment les deux variateurs respectivement avant (43) et arrière (41), ainsi que le moteur (30). L'arbre d sortie (31) de ce moteur, par exemple placé transversalement entraîne par une chaîne transfert (50) un renvoi (51) associé à des cardans (52,53) eux-mêmes connectés à des demi-arbres rotatifs rigides (54,55) qui, par des pignons coniques (56,57) transmettent le mouvement aux variateurs (41,43). Avantageusement, les variateurs (41,43) sont accolés aux différentiels (3,4) de chacun des trains roulants (1,2) afin de limiter les pertes de transmission. En d'autres termes, la fonction répartitrice des différentiels (3,4) doit être située le plus près possible mais en aval des variateurs (39,43). Dans une autre variante, les deux variateurs caractéristiques (39,-43) peuvent être disposés de suite à la sortie du moteur (30) et ce, de façon à ce que l'ensem- ble puisse être placé dans un même carter pour protéger cet ensemble contre les boues, la neige, etc.. Le dispositif selon l'invention présente de nombreux avantages par rapport aux solutions commercialisées à ce jour. On peut citer - le fait que la traction soit intégrale sur les quatre roues et dans un rapport prédéterminé ; de la sorte, si un train (1) ou (2) patine, il n'absorbe alors que la puissance qui lui est transmise et l'autre train (2,1) continue à être entraîné, ce que l'on ne savait pas faire jusqu'alors, sauf à faire appeL à un crabot ; en outre, les vitesses rotatives des trains avant (1) et (2) en virage sont réglées comme si on avait fait appel à un différentiel inter-ponts - le cumul- des avantages de la répartition de la puissance invariable et du différentiel inter-pont sans en avoir aucun des inconvénients - la facilité de construction à partir d'éléments standards existants bien connus - la réduction considérable du risque de fausse manoeuvre - le fait qu'il n'est plus utile ni même indispensable de s'arrêter ou de ralentir pour que l'ensemble soit opérationnel sur les quatre roues motrices - enfin, la possibilité d'utiliser un matériel standard même de petites dimensions, donc économique et ce, dans toute la chaîne cinématique. De la sorte, cette disposition peut être utilisée avec succès sur tous les véhicules automobiles à quatre roues motrices, notamment sur les véhicules de petite puissance, à usage polyvalent REVENDICATIONS 1/ Véhicule automobile à transmission intégrale, comprenant - un train avant (1) et un train arrière (2) équipés chacun d'un différentiel (3,4) avec un arbre d'entrée (5,6) - un moteur (30) dont l'arbre de sortie (31) est associé à un organe de transmission du mouvement auxdits trains avant (1) et arrière (2), caractérisé en ce que chaque train avant (1) et arrière (2) présente un variateur (39,43) interposé entre l'arbre d'entrée (5,6) de chaque différentiel (3,4) et l'organe de transmission (34,35,54,55) du mouvement de l'arbre de sortie (31) du moteur (30). 2/ Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de transmission du mouvement est constitué par un arbre rotatif (54,55) répartissant la puissance disponible de l'arbre moteur (31), partie sur le train avant (1), partie sur le train arrière (2). 3/ Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre (31) de transmission du mouvement du moteur (30) entraîne - d'une part, le train avant (1) par l'intermédiaire d'un variateur (43) dont les poulies (33,42) et la courroie (35) entraînent l'arbre d'entrée (5) du différentiel avant (3) - d'autre part, le train arrière (2) par l'intermédiaire d'une courroie synchrone (34) qui entraîne à son tour l'arbre d'entrée (37) du variateur (39) dont les poulies (38,41) et la courroie (40) entraînent l'arbre d'entrée (6) du différentiel arrière (4). 4/ Véhicule selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la puissance de l'arbre moteur (31) est répartie de manière fixe et prédéterminée sur chacun des deux trains (1) et (2).