Brevet FR2597416A1 — publié le 19871023

L'invention a pour objet un sgencement du groupe de propulsion- pour véhicules, en particulier pour voitures de tourisme, comprenant un moteur sous forme d'un moteur à combustion interne à piston alternatif. un volant d'inertie rigidement solidaire du vilebrequin du moteur, destiné à contre-balancer les variations de force de rotation de ce lui-ci. un embrayage de désaccouplement et de démarrage disposé entre le tueur et les roues motrices, ainsi qu'une transmission à vitesse variable en continu. Sur des dispositifs traditionnels de propulsion des voitures équipés d'une transmission à vitesse variable en continu, un embrayage de désaccouplement et de démarrage est placé entre la transmission et le monteur, de manière analogue à la disposition utilisée sur les voitures équipées d'une boîte de vitesses traditionnelle à changement manuel de rapports, cet embrayage devant être embrayé pour permettre le démarrage de la voiture, et être débrayé au plus tard lorsque le véhicule s'arrête. Dans le cas d'une telle disposition, le volant d'inertie, destiné à amortir les variations de force de rotation du moteur à combustion interne, doit être pourvu d'un assez grand moment d'inertie, ce qui engendre un encombrement relativement important.De plus, si la transmission à vitesse variable est réalisée sous forme d'une transmission à poulies coniques à enroulement, dont l'élément d'enroulement est une courroie sèche, ce qui est plus avantageux comparé å la conception comprenant des éléments d'enroulement dits à bain d'huile, tels que les chaînes de friction etc, il convient de prévoir un deuxième embrayage entre la transmission à vitesse variable et les roues motrices, afin de permettre l'arrêt de la transmission. Le but de l'invention est de créer un agencement de propulsion comprenant un moteur sous forme d'un moteur à combustion interne à piston alternatif, un volant d'inertie rigidement solidaire du vilebrequin du moiteur, destiné a contre-balancer les variations de force de rotation de celui-ci, un embrayage de désaccouplement et de démarrage disposé entre le moteur et les roues motrices, ainsi qu'une transmission à vitesse variable en continu, qui permette d'aDeliorer le comportement d'amortissement des variations de force de rotation du moteur, et permette d'utiliser une courroie sèche dans la transmission, sans pour autant nécessiter des éléments supplémentaires de construction. Cet objectif est atteint grâce au fait que le volant d'inertie est relié sans jeu à l'élément d'entrée de la transmission à vitesse variable en- conti- nu, et que l'embrayage est placé en aval de l'élément de sortie de la transmission à vitesse variable. Ainsi, selon l'invention, l'eibrayage de désaccouplement et de démarrage n'est pas placé à l'entrée, mais à la sortie de la transmission à vitesse variable, ce qui, d'une part, facilite le changement de. rapport de la transDission å l'arrêt, autorisant ainsi l'utilisation d'une courroie dite "sèche" de conception plus simple, et, d'autre part, a l'avantage de mettre à profit les masses d'inertie relativement élevées des éléments d'entrée et de sortie de la transmission à vitesse variable, pour renforcer l'effet du volant d' inertie réalisable, dans ce cas, avec un moment d'inertie moins important. I1 serait alors particulièrement utile de disposer un embrayage pourvu d'un dispositif amortisseur à ressorts entre le volant d'inertie et l'élément d'entrée de la transmission à vitesse variable en continu. De cette façon, l'on obtient un système de masses d'inertie constitué pratiquement de trois masses reliées entre elles par l'intereediaire d'éléments amortisseurs élastiques, permettant un amortissement avantageux des variations de force de rotation du moteur sur une grande plage de vitesses. D'autres réalisations pratiques de l'invention découlent des sous-revendications. Le dessin annexé illustre, au moyen d'une vue sché- mastique, un exemple de réalisation de l'invention qui sera décrite plus en détail par la suite, en regard de ce dessin. Sur la figure, la référence 1 désigne un moteur, constitué d'un moteur traditionnel à combustion interne, propulsant un véhicule, en particulier une voiture de tourisme, dont le vilebrequin, représenté en 2, est relié directement et de manière fixe å un volant d'inertie 3. En 4 est figurée une transmission à vitesse variable en continu, sous forme d'une transmission par courroie à enroulement sur poulies coniques, dont la poulie menante 5 est reliée au volant d'inertie 3 par l'intermédiaire d'un accouplement 30 suni d'un amortisseur élastique, et dont la poulie menée 6 est reliée à un embrayage 8 de désaccouplement et de démarrage constitué d'un embrayage de friction multi-disque.La référence 7 désigne un élément d'enroulement qui, ici, peut être une courroie sèche, reliant entre elles la poulie menante 5 et la poulie menée 6 de la transmission 4 à vitesse variable. Un train réducteur/inverseur 9 d'essieu, dont le passage en marche avant ou en marche arrière est assuré au moyen d'un levier 15 de commande, ainsi qu'un train différentiel 10, duquel sortent deux demi-arbres 11 et 12 de transmission, sont raccordés en série a l'embrayage 8. Les demi-arbres il et 12 de transmission sont reliés aux arbres 14 à cardan, eux-mémes raccordés aux roues motrices du véhicule par l'intermédiaire de joints universels 13. Comme il a déjà été signalé, l'embrayage 8 est réalisé sous forme d'un embrayage multi-disque à friction, comprenant un certain nombre de disques 20 d'embrayage, Sintenus sur un arbre creux 23 logé sur le demi-arbre 11 de transmission et relié au train réducteur/inverseur 9 d'essieu. Un carter 22 de l'embrayage 8, A l'intérieur duquel sont maintenus, de façon coulissante, des contredisques 21 en forme d'anneaux, ainsi qu'un plateau 19 d'appui forcé dans le sens de serrage de l'embrayage au moyend'un diaphragme 18, est relié au plateau conique fixe de la poulie menée 6 de la transmission 4, par l'inter médiaire d'un arbre creux 37 logé également sur le demi- arbre 11 de transmission.Le fonctionnement de l'embrayage 8 est assuré au moyen d'un levier 16 d'embrayage, appuyant sur le bord radial intérieur du diaphragme 18 par l'intermé- diaire d'un roulement de butée 17, déchargeant ainsi le plateau d'appui 19, et desserrant, de ce fait, l'embrayage 8. Le levier 16 d'embrayage peut alors être actionné. soit au moyen d'une tringlerie non représentée ici, en liaison directe avec une pédale d'embrayage placée à l'intérieur du véhicule, soit au moyen d'un mécanisme d'assistance pourvu d'une commande appropriée. Bn outre, l'embrayage peut être commandé sous l'action d'un mécanisme d'assistance dans les parties tournantes de l'embrayage. A chacune des deux poulies 5 et 6 de la transmission 4 à vitesse variable correspond un des dispositifs 24 et 27 d'assistance, qui, grâce à une commande appropriée, provoquent un aj ustement en sens opposé des deux poulies coniques réglables, cet ajustement étant effectué de façon connue, en fonction de la charge et du régime moteur, afin de modifier le rapport de démultiplication de la transmis- sion à vitesse variable en faisant varier les rayons de contact de l'élément 7 à enroulement sur les poulies coniques respectives. XeDe lors de l'arrêt du moteur, il est prévu une pression mécanique primaire s'exerçant sur les deux poulies coniques, par 1' intermédiaire d'un ressort, par exemple. Sur la poulie menante 5, la pression primaire est engendrée par une rondelle Belleville 28 appuyant sur le plateau conique mobile de la poulie, cette rondelle Belleville s'appuyant sur une collerette de maintien d'un bout d'arbre 29 fixé sur le plateau conique fixe. Par contre, le plateau conique mobile de la poulie menée 6 est soumis a la contrainte exerce par un ressort hélicoïdal 25 s'appuyant sur une collerette annulaire 26 maintenue sur l'arbre creux 37. L'accouplement 30 placé entre le volant d'inertie 3 et la poulie conique menante 5 est pourvu d'un premier plateau 31 d'accouplement dont la périphérie est fixée sans jeu au volant d'inertie 3, ainsi que d'un deuxième plateau 32 d'accouplement dont le diamètre intérieur est également fixé sans jeu à un tourillon 38 de la poulie conique menante 5. Les deux plateaux d'accouplement enferment entre eux un jeu de disques de friction 34. Sur un diamètre médian, les deux plateaux 31 et 32 sont munis de fenêtres alignées longilignes, réparties de façon uniforme sur la circonféo rence, dans lesquelles sont logés des ressorts hélicoïdaux sous précontrainte.Enfin, une rondelle Belleville 35 s'ap- puyant contre une des extrémités du tourillon 38 est prévue, qui plaque le bord radialement intérieur du premier plateau 31 d'accouplement contre le Jeu de disques de friction 34 et le deuxième plateau 32 d'accouplement. Ainsi, la disposition de la transmission selon l'invention donne, du fait du placement de l'embrayage 8 en aval de la transmission 4 à vitesse variable, un volant à plusieurs masses d'inertie qui, en fait, se compose de trois masses individuelles d'inertie reliées les unes aux autres par l'intermédiaire d'éléments amortisseurs élastiques. La première masse est constituée du volant 3 d'inertie relie directement au vilebrequin 2, son moment d'inertie massique sera désigné par la suite par el. La deuxième masse est constituée des masses de la poulie conique menante 5 de la transmission 4 à vitesse variable et du dispositif d'assistance correspondant 27.Elle aura un moment d'inertie massique Oz. Les masses de la poulie conique menée 6 ainsi que de son dispositif d'assistance 24, et des parties de l'embrayage 8 qui y sont reliées par l'intermédiaire de l'arbre creux 37, telles que le carter 22 de l'embrayage, ses contre-disques 21 et le plateau d'appui 19, forment la troisième masse du système à plusieurs masses d'inertie; elles seront désignées par le moment d'inertie 93. Alors que la première masse du volant d'inertie et la deuxième masse de la poulie conique menante 5 de la transmission sont reliées l'une à l'autre par l'intermédiaire de l'amortisseur élastique 33, 34, 35 prévu dans l'accouplement 30 et d'une taille déterminée, la troisième masse du système est raccor dée à la deuxième masse par l'intermédiaire de l'élément 7 d'enroulement reliant les deux poulies coniques 5 et 6, cet élément d' enroulement pouvant être considéré également comme un élément amortisseur élastique.Le système à plusieurs masses d'inertie constitué de trois masses individuelles reliées entre elles par des éléments amortisseurs élastiques interposés, peut contribuer à amortir une grande partie des variations de force de rotation du moteur réalisé sous forme d'un moteur à piston alternatif et à combustion interne. Les masses, la rigidité des ressorts et les caractéristiques d' amortissement de ce système pourront alors être ajustées de telle sorte que des vibrations critiques. en particulier des cas de résonance, puissent être éliminées de la chaîne cinématique suivante.Le moment total d'inertie se définit cosse suit: 1 Btotrr = e1 + C82 + ---- Icvt2 La part d'inertie massique de la transmission & vitesse variableest: 1 62 + 6 . icv2 Icvt représentant le rapport de démultiplication de la transmission à vitesse variable, avec: n1 Icvt n2 Or, cela signifie que la part d'inertie massique de la transmission à vitesse variable, et, de ce fait, le moment total d'inertie du dispositif de transmission, varient en fonction de la variation du rapport de démultiplication de la transmission, à savoir, le moment d'inertie massique augmente au fur et à mesure que le rapport de démultiplication diminue, et vice versa. il en résulte que pour des rapports longs de la transmission à vitesse variable, par exemple pour des rapports correspondant a une vitesse surmultipliée, le moment d'inertie de l'ensemble du système de masses d'inertie augmente et, de ce fait, équilibre mieux les variations de force de rotation créées par le moteur. Butant donné qu'avec un tel rapport de surmultiplication, qui est utilisé souvent à vitesse constante sur autoroute etc, le moteur tourne, en général, sous une grande charge à basse vitesse, marchant alors dans une plage de fortes variations de force de rotation, une telle augmentation du moment d'inertie est, ici, particulièrement avantageuse et utile dans le but d'équilibrer ces variations.De plus, la subdivision du système de masses d'inertie en plusieurs masses partielles laisse la possibilité de réduire la masse du volant d'inertie du moteur lui même, ce qui est avantageux du point de vue de l'encombrement. Un autre avantage de la disposition de l'embrayage en aval de la transmission à vitesse variable, c'est-à-dire à la sortie de celle-ci, réside dans le fait qu'elle permet, d' une manière simple, un changement de rapport de la transnission à vitesse variable à l'arrêt, notamment en désengageant l'embrayage, meme dans le cas des réalisations qui, de par leurs conditions de friction, ne permettraient pas, dans d'autres cas, un tel changement de rapport à l'arrêt.Cela est vrai tout particulièrement pour les transmissions à en roulement à courroie sèche qui, & cause de l'angle de contact existant entre la courroie, réalisée, par exemple, en matière caoutchouteuse, et les plateaux coniques de la poulie, n'admettraient, normalement, aucun changement de rapport à l'arrêt. D'autres avantages seront obtenus, grâce à la disposition de l'embrayage de désaccouplement et de démarrage en sortie de la transmission, si, afin de permettre des éco- novices de carburant, cet embrayage est libéré, de manière connue, durant la marche en poussée. En effet, dans le cas d'une disposition selon l'invention, les roues n'entraînent plus les masses de la transmission. ce qui signifie une réduction des pertes et une distance d'arrêt plus longue.Il est à noter que dans ce cas, il sera utile de commander l'embrayage par l'intermédiaire d'un dispositif d'assistance qui pourra être commandé au moyen d'un interrupteur placé sur la pédale d'accélérateur et actionné lorsque la pédale est libérée. à la fin de la marche en poussee, c'est- & dire lorsque la pédale d'accélérateur est de nouveau enfoncée, on obtient un embrayage synchronisé après le réajustement des poulies, par l'intermédiaire du dispositif d'assistance conjugulé. de manière A obtenir un rapport de démultiplication correspondant au nouvel état de marche du véhicule. déterminé par le régime et la charge. D'autre part, l'agencement du groupe de propulsion selon l'invention permet d'obtenir simplement une tion de stationnement. A cette fin, l'embrayage doit être serré lorsque la transmission 4 à vitesse variable se trouve en position de démarrage. Dans cette position, le vilebre quin du moteur est relié directement aux roues motrices dans un rapport défini par le rapport de démarrage. Cet état correspond à celui d'un véhicule équipé d'une boîte de vitesses traditionnelle à changement manuel, garé, la première vitesse engagée. Par ailleurs, la liaison permettant la transmission des forces entre le moteur et les roues motrices est assurée, dans cette position de blocage de stationnement, par le serrage primaire mécanique des poulies. De plus, un capteur mesurant le couple moteur, réalisé sous forme d'un capteur de déplacement ou d'un capteur d'angle relevant l'angle différentiel entre les plateaux 31 et 32 d'accouplement, peut être installé facilement dans l'accouplement 30 iiini de l'amortisseur élastique 33, 34, 35, disposé entre le volant d'inertie 3 et la poulie menante 5 de la transmission 4 à vitesse variable. REVENDICATIONS 1 > Agencement du groupe de propulsion pour véhicules, en particulier pour voitures de tourisme, comprenant un moteur sous forme d'un moteur à combustion interne à piston alternatif, un volant d'inertie rigidement solidaire du vilebrequin du moteur, destiné à contre-balancer les variations de force de rotation de celui-ci, un embrayage de désaccouplement et de démarrage disposé entre le moteur et les roues matrices, ainsi qu'une transmission à vitesse variable en continu, caractérisé par le fait que le volant d'inertie est relié, sans jeu, à l'élément 8 vitesse variable en continu, et que l'embrayage est placé en aval de l'élément 8 vitesse variable. 2 > Agencement selon la revendication 1, caractéri se: par le fait qu'un accouplement muni d'un dispositif amortisseur élastique (33, 34, 35) est prévu entre le volant d'inertie et l'élément d'entrée de la transmission à vitesse variable. 3. Agencement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'accouplement d'accouplement relié sans jeu au volant d'inertie, ainsi qu'un deuxième plateau (32) d'accouplement relié à l'élément d'entrée de la transmission à vitesse variable maintenus, sous précontrainte, dans des fenetres alignées, prévues dans les plateaux 4. Agencement selon une des revendications 1 à 3, caractérisé. par le fait que la transmission 5. Agencement selon une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'embrayage (8) est conçu de manière à se débrayer automatiquement lorsque la pédale d'accélérateur est relevée marche en poussée > . 6. Agencement selon une des revendications 1 a 5, caractérisé par le fait que l'embrayage (8) est réalisé sous forme d'un embrayage multidisque à friction. 7. Agencement selon la revendication 2, caractéri- sé par le fait que le dispositif amortisseur élastique (33, 34, 35) est muni d'un couple-mAtre réalisé sous forme d'un capteur mesurant un déplacement ou un angle différentiel entre le volant d'entrée de la transmission