Brevet FR2631410A1 — publié le 19891117

"BOITE DE VITESSES AUTOMATIQUE" Roumen Antonov Antonov L'invention est relative a des boites de vitesses automatiques fonctionnant dans les automobiles, dans les motocyclettes et les autres moyens de transport, ainsi que partout ou une transformation du couple peut avoir lieu. Différentes boites de vitesses automatiques existent aujourd'hui - hydrauliques, planétaires, à friction, etc. Le brevet de FIAT décrit que la transmission de la puissance aux roues s'effectue par un variat-eur constitué de deux poulies à joues mobiles. Une seule courroie metallique travaillant en compression ou en tirage les relie. Deux embrayages à disques multiples commandant des trains épicycloidaux assurent la marche avant ou arrière tandis que la variation continue des rapports de démultiplication est assurée hydrauliquement et automatiquement. Le nombre de rapports est infini entre deux extrêmes. Les imperfections de cette construction sont dans l'existence d'extrêmes, dans le faible rendement, .dans la complexité technologique et dans la fiabilité peu élevée. L'invention a pour but de créer une boite de vitesses automatique avec un nombre de rapports infini sans extrêmes dans des conditions de rendement élevé, une construction simple et fiable. Dans ce but l'invention propose notement une boite de vitesses automatique de liason entre un arbre menant et un arbre mené, comprenant un train d'engrenages comportant un organe intermediaire libre, ou l'arbre menant est egalement couplé par un train d'engrenages à un volant lourd. Elle propose egalement une boite de vitesses automatique développant un rapport de demultiplication entre les vitesses de l'arbre menant et l'arbre mené, caractérisé en ce que l'arbre menant est lié à un coté d'un train planétaire, l'arbre mené est lié à un autre côté d'un train planétaire et un troisième côté d'un train planétaire est lié un volant lourd. Il faut bien remarquer que les trains d'engrenages utilisés peuvent être autres que des trains planétaires, des montages comparables à uh differentiel sont par exemple utilisables. La figure 1 montre, schématiquement, un exemple non limitatif de boite de vitesses selon l'invention, vue en coupe axiale. Elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide de la description qui suit. L'arbre de sortie 1 du moteur (arbre menant) est lié à un porte - satellites 2 qui -porte deux pignons - satellites 3 ou davantage. Les satellites sont disposés autour d'un planétaire 4 et enfermés dans une couronne à denture interne et externe 8 qu'ils engrènent pour constituer un train plané- taire. Un volant lourd 5 est fixé au planetaire 4. La denture externe de la couronne engrène un pignon 9 qui entraine l'arbre de sortie 7 de la boite de vitesses (arbre mené). Les composants sont installés dans un corps immobile 10 fixé au bâti du moteur 11. Une poulie 6 peut être prévue sur l'arbre du volant 5 pour alimenter des mecanismes auxiliaires (compresseur, véntilateur, etc). Le fonctionnement de la boite de vitesses décrit ci-dessus est le suivant: Lors du démarrage du moteur et en ralenti le régime est faible Le couple moteur sur l'arbre de sortie 1 du moteur fait tourner le volant 5 par I'intermédiaire du train planétaire (les pignons 3, 4 et 8 et l'arbre planétaire) pour les raisons suivantes: Le couple nécessaire pour faire tourner l'arbre de sortie de la boîte de vitesses 7 est trop élevé quand, par exemple, l'arbre de sortie 7 est lié à une transmission automobile et que la voiture est à l'arrêt. En même temps le couple nécessaire pour faire tourner le volant 5 est faible, parce que le moment cinétique du volant 5 est minimum. A mesure que le régime du moteur augmente le volant 5 accélère et le moment cinétique augmente. En même temps le rapport de vitesses entre l'arbre de sortie du moteur 1 et l'arbre de sortie de- la boite de vitesses 7 change. Le couple nécessaire pour poursuivre l'accéleration du volant 5 augmente aussi. Quand la valeur du couple entassé du volant 5 depasse la valeur minimale qui peut faire tourner l'arbre de sortie de la boîte de vitesses 7 et la transmission d'automobile, le train planétaire 2,3, 4,8 commence à transmetre la puissance du moteur vers l'arbre de sortie de la boite de vitesses 7 et la transmission de l'automobile. La voiture se met en mouvement progressivement en toute continuité sans embrayage. Une fois la voiture en mouvement, le couple necessaire pour poursuivre cet movement diminue et par conséquent la puissance du moteur acheminée par le train planétaire 2,3,4,8 est transmis de plus en plus vers l'arbre de sortie de la boîte de vitesses 7. Dans le même temps le volant 5 perd une partie de son moment cinétique et sa vitesse de rotation diminue. Par consequence le train planétaire modifie le rapport de vitesses entre l'arbre de sortie du moteur 1 et l'arbre de sortie de la boite de vitesses 7 automatiquement en façon continue et dans un domaine illimité de changement de rapports sans extrêmes. Il faut noter que le rapport de vitesses peut changer à tout moment sans limite extrême fixé, en fonction simultanement de la commande du conducteur et de la resistance au deplacement. Dans les conditions de couple resistant élevé le rapport de vitesses peut changer de sorte que l'allure de roulement devient très faible et la voiture peut s'arrêter avec le moteur toujours en marche. La libération de la pedale d'accélérateur produit le méme effet sur un terrain plat: la voiture ralenti et s' arrête avec le moteur en marche. L'arbre du volant 5 peut transmettre de la puissance vers divers mecanismes auxiliaires, moyennant la presence de la poulie 6 au d'un autre organe de couplage, par exemple vers un système de climatisation, un compresseur, un générateur electrique, un véntil.ateur, etc. Un prélevement pareil de puissance à partir du volant 5 accélère l'adaptation de la boite de vitesses à la résistance au déplacement. La mise d'un compresseur de suralimentation en mouvement permet de régler l'alimentation en air du moteur de façon optimale en fonction de la résistance de la voiture au déplacement. En fonction de la plage du couple moteur et la masse du volant 5 la boite de vitesses automatique permet la mise en mouvement progressive sans embrayage la selection automatique du rapport moteur / transmission le plus performant et à tout moment un rendement mecanique élevé. Un exemple d'evaluation du volant non limitatif montre qu'un moteur de quatre temps entre 1000 et 1500 centimètres cubes à puissance qui ne ,surpasse pas les 70 kW à 6000 tr/min et dont le couple maxi est inférieur à 150 Nm à 3000 tr/min nécessite un volant lourd de 250-300 mm de diamètre et d'un poids de l'ordre de 15-18 kg qui peut tourner à 70000 train maxi si le poids à vide de la voiture est environ 1000 kg. Dans lé cas d'une motocyclette avec un moteur dans les 1000 centimètres cubes à puissance inférieure de 70 kW à 10000 tr/min et dont le couple maxi est inférieur à 150 Nm à 4800 tr/min nécessite un volant lourd de 230-250 mm de diamètre et d'un poids de 10 kg environ qui peut tourner à 100000 tr/min maxi si le poids à vide de la motocyclette est environ 250 kg. REVENDICATIONS 1. Bofte de vitesses automatique de liason entre l'arbre de sortie du moteur (1) et l'arbre de sortie de la boite de vitesses (7), comprenant un train d'engrenages (2,3,4,8,9) comportant un organe intermediaire libre (3,4,8), ou l'arbre menant (1) est egalement couplé par un train d'engrenages (2.3,4) à un volant lourd (5). 2. Boite de vitesses automatique selon la revendication 1, développant un rapport de demultiplication entre les vitesses de l'arbre de sortie du moteur (1) et l'arbre de sortie de la boite de vitesses (7), caractérisé en ce que l'arbre de sortie du moteur (1) est lié à un côté d'un train planétaire (2,3), l'arbre de sortie de la boite de vitesses (7) est lié à un autre côté d'un train planétaire (8,9), et un troisième côté d'un train planétaire (4) est lié au volant (5). 3. Boite de vitesses automatique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le volant est fixé sur un arbre d'entrenement (6) de mecanismes auxiliaires du moteur tels que compresseur ou véntilateur.