Brevet FR2658880A1 — publié le 19910830

La présente invention se rapporte à un disposi- tif de transmission de couple pour une transmission auto- matique pour un véhicule automobile L'invention se rap- porte plus particulièrement à un dispositif de transmis- sion de couple qui est capable d'absorber la vibration de torsion induite par les fluctuations de la sortie d'un moteur. Au cours de ces dernières années, il a été déve- loppé et proposé un système de transmission du couple en- tre un moteur à combustion interne pour automobile et un convertisseur de couple de transmission automatique qui absorbe les chocs induits par les fluctuations de la sor- tie du moteur Ce dispositif de transmission du couple utilise un amortisseur de torsion interposé entre le vi- lebrequin, qui constitue l'élément de sortie du moteur à combustion interne, et le carter de convertisseur, qui constitue l'élément d'entrée du convertisseur de couple. Un exemple de ce type de dispositif de transmission du couple a été décrit dans le modèle d'utilité japonais première publication 58-79156 (non examiné). Tels qu'ils sont, les dispositifs de transmis- sion de couple proposés antérieurement ne sont pas entiè- rement satisfaisants en ce qui concerne l'amortissement des vibrations de torsion qui sont induites sur le vile- brequin Plus particulièrement, la vibration de torsion engendrée sur le vilebrequin influe sur la vibration de la caisse du véhicule et sur le bruit de l'habitacle du véhicule lorsque la transmission automatique travaille dans le mode bloqué, dans lequel le vilebrequin est cou- plé directement et mécaniquement à l'arbre d'entrée de la transmission La transmission de la vibration de tor- sion du vilebrequin à la transmission peut entraîner une vibration et un bruit désagréable de la caisse du véhicu- le ainsi qu'engendrer du bruit nuisible au confort de marche du véhicule. Un but de la présente invention est donc de réa- liser un dispositif de transmission de couple pour une transmission automatique qui soit capable de supprimer la transmission de la vibration de torsion du vilebre- quin au carter du convertisseur. Pour atteindre le but précité ainsi que d'au- tres, le dispositif de transmission de couple pour trans- mission automatique selon l'invention utilise un accou- plement visqueux interposé entre le vilebrequin et le carter du convertisseur de couple L'accouplement vis- queux amortit efficacement par sa viscosité l'entrée des vibrations de torsion du vilebrequin. Selon un aspect de l'invention, un dispositif de transmission de couple pour une transmission automati- que comprend: un arbre de sortie du moteur entraîné par le couple de sortie du moteur; un élément d'entrée du convertisseur de couple de la transmission automatique, qui est entraîné en rota- tion par le couple de sortie du moteur qui lui est trans- mis; et un amortisseur à fluide interposé entre l'arbre de sortie du moteur et l'élément d'entrée pour relier ces organes l'un à l'autre, l'amortisseur à fluide engen- drant une force d'amortissement en réponse à un déplace- ment angulaire relatif entre l'arbre de sortie du moteur et l'élément d'entrée. Dans la forme préférée de réalisation, l'amor- tisseur à fluide peut être constitué par un amortisseur hydrodynamique comprenant un équipage mobile relié à l'un des deux organes constitués par l'arbre de sortie du moteur et l'élément d'entrée et qui entre en mouve- ment en fonction du déplacement angulaire relatif entre l'arbre de sortie du moteur et l'élément d'entrée, et des moyens hydrodynamiques qui engendrent une résistance s'opposant au mouvement de l'équipage mobile Dans ce cas, l'amortisseur hydrodynamique peut être constitué par un corps d'amortisseur cylindrique fixé à l'arbre de sortie du moteur, lequel corps d'amortisseur est rempli d'un fluide travaillant, l'équipage mobile comprenant un piston disposé dans le volume intérieur du corps de l'amortisseur pour diviser ce volume intérieur en deux chambres, et une tige de piston reliée à l'élément d'en- trée. L'élément d'entrée peut être le carter du con- vertisseur de couple. Le corps de l'amortisseur peut être rempli de gaz et d'un fluide travaillant hydraulique, le gaz ser- vant à absorber les fluctuations de la pression intérieu- re du corps de l'amortisseur qui sont dues aux varia- tions de la température. Le dispositif de transmission du couple peut comprendre en outre un ressort mécanique qui coopére avec l'amortisseur à fluide pour exercer une résistance s'opposant au déplacement angulaire relatif entre l'ar- bre de sortie du moteur et l'élément d'entrée. Dans la variation de réalisation, l'amortisseur à fluide comprend un amortisseur visqueux qui engendre par viscosité une résistance s'opposant au déplacement relatif entre l'arbre de sortie du moteur et l'élément d'entrée Dans un tel cas, l'amortisseur visqueux peut comprendre un premier élément rotatif relié rigidement à l'un des deux organes constitués par l'arbre de sortie du moteur et par l'élément d'entrée et qui définit une chambre à fluide visqueux s'étendant circonférentielle- ment et remplie d'un fluide visqueux, et un deuxième or- ganes rotatif relié rigidement à l'autre des éléments constitués par l'arbre de sortie du moteur et l'élément d'entrée et possédant une section disposée à l'intérieur de la chambre à fluide visqueux pour décrire un déplace- ment angulaire relatif par rapport à la chambre à fluide visqueux, le fluide visqueux engendrant par viscosité une résistance qui s'oppose au déplacement angulaire re- latif entre l'arbre de sortie du moteur et l'élément d'entrée De préférence, la section du deuxième élément rotatif porte une pluralité de nervures s'étendant axia- lement et la chambre à fluide visqueux comprend une plu- ralité de rainures conçues pour recevoir les nervures avec un très petit jeu entre les surfaces en regard des nervures et des rainures. De même que dans le premier cas, le dispositif de transmission du couple peut comprendre en outre un ressort mécanique qui coopère avec l'amortisseur à flui- de pour opposer une résistance au déplacement angulaire relatif entre l'arbre de sortie du moteur et l'élément d'entrée Dans ce cas, le premier élément rotatif et la section du deuxième élément rotatif coopère pour définir une pluralité de chambres de logement de ressort qui sont respectivement adaptées pour recevoir les composant du ressort mécanique. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe de la principale par- tie de la forme préférée de réalisation d'un dispositif de transmission de couple pour transmission automatique selon l'invention; la figure 2 est une coupe prise selon la ligne A-A de la figure 3; et la figure 3 est une coupe en élévation avant de la principale partie d'une autre forme de réalisation du dispositif de transmission de couple selon l'invention. Comme on peut le voir en se reportant mainte- nant aux dessins et en particulier à la figure 1, la for- me préférée de réalisation d'un dispositif de transmis- sion du couple pour une transmission automatique est con- çue pour transmettre le couple de sortie de l'arbre 2 de sortie du moteur, c'est-à-dire du vilebrequin, à un con- vertisseur de couple 3 Le dispositif de transmission de couple comprend un amortisseur de vibration hydrodynami- que 1 interposé entre l'arbre de sortie 2 du moteur et le carter 4 du convertisseur de couple 3, pour établir la liaison entre ces organes L'amortisseur de vibration hydrodynamique 1 comprend un cylindre creux 5 Le cylin- dre creux 5 est rempli d'un fluide travaillant visqueux et d'un gaz Le gaz est contenu dans le cylindre creux pour absorber les variations de la pression du cylindre creux qui résultent de la température Un piston 6 est disposé dans le volume intérieur du cylindre creux 5 pour définir deux chambres à fluide isolées l'une de l'autre Le piston 6 est muni d'orifices axiaux 15 qui laissent le fluide circuler à un débit limité entre les chambres isolées formées dans le cylindre creux L'étran- glement du débit qui se produit au droit des orifices axiaux 15 peut être déterminé en fonction des caractéris- tiques d'amortissement des vibrations qu'on veut obtenir dans l'amortisseur de vibration hydrodynamique 1 Une ti- ge de piston 7 est reliée au piston 6 pour décrire un mouvement de translation avec ce piston La tige de pis- ton 7 traverse le cylindre creux 5 Un ressort hélicor- dal 8 est disposé dans le cylindre creux 5 Le ressort 8 est appuyé contre le piston 6 à une première extrémité et, à l'autre extrémité, il est appuyé contre une portée de ressort 9 prévue dans le voisinage de l'extrémité axiale du cylindre creux, à travers laquelle passe la tige de piston, pour tendre à solliciter le piston 6 avec la tige de piston 7 Un joint 10 est prévu entre l'extrémité axiale du cylindre creux et la portée de res- sort 9 pour établir un joint étanche au fluide tout en permettant le mouvement de translation de la tige de pis- ton 7. La tige de piston 7 de l'amortisseur de vibra- tion hydrodynamique 1 présente à son extrémité extérieu- re une partie 11 en forme de boucle La partie 11 en for- me de boucle est reliée au carter 4 du convertisseur par une vis de fixation 12 De l'autre côté, le cylindre creux 5 de l'amortisseur de vibration hydrodynamique 1 est monté sur l'extrémité axiale de l'arbre de sortie 2 du moteur par l'intermédiaire d'une patte 13 qui est fixée rigidement sur l'extrémité axiale de l'arbre de sortie du moteur par une vis de fixation 14. Le carter 4 du convertisseur possède un bout d'arbre d'appui 16 qui tourillonne dans l'extrémité axia- le de l'arbre de sortie 2 du moteur D'un autre côté, le carter 4 du convertisseur renferme dans son volume inté- rieur un mécanisme d'embrayage de blocage 17, une unité de convertisseur de couple hydrodynamique 18, etc Ain- si qu'il est bien connu, le mécanisme d'embrayage de blo- cage 17 est relié à un moyeu de turbine 20 par une liai- son qui admet un déplacement axial Une chambre d'em- brayage Pl et une chambre de débrayage P 2 sont définies sur les deux côtés du mécanisme d'embrayage de blocage 17 pour établir et supprimer sélectivement l'état de blo- cage de l'embrayage de blocage L'introduction et la dé- charge de la pression de ligne dans la chambre d'embraya- ge Pl et la chambre de débrayage P 2 sont commandées d'une façon connue en soi en fonction des conditions de marche du véhicule Plus précisément, lorsqu'il se mani- feste des conditions de blocage prédéterminées, par exem- ple lorsque la vitesse du véhicule devient supérieure à un critère de blocage prédéterminé, la pression de ligne est introduite dans la chambre d'embrayage pour embrayer l'embrayage de blocage Sous l'effet de l'embrayage de l'embrayage de blocage, l'arbre de sortie 2 du moteur est accouplé directement ou mécaniquement à l'arbre d'en- trée 19 d'une transmission (non représentée) Au contrai- re, si la condition de blocage prédéterminée n'est pas vérifiée, la pression de ligne est introduite dans la chambre de débrayage pour maintenir l'embrayage de bloca- ge dans l'état débrayé Dans un tel cas, le convertis- seur de couple travaille dans son mode convertisseur pour transmettre le couple d'entrée de l'arbre de sortie 2 du moteur à l'arbre d'entrée 19 de la transmission par le canal hydrodynamique. Par ailleurs, il est prévu un plateau d'entrat- nement 21 qui porte une couronne dentée 22 Le plateau d'entraînement 21 est relié à l'arbre de sortie 2 du mo- teur par l'intermédiaire d'un amortisseur de vibration hydrodynamique 1 D'un autre côté, la couronne dentée 22 est en prise avec le pignon d'un démarreur (non représen- té) pour le lancement du moteur. Au début de l'action de lancement du moteur, l'arbre de sortie 2 du moteur est entraîné en rotation par une entrée de couple d'entratnement issue du démar- reur, par l'intermédiaire de la couronne 22 et du pla- teau d'entraînement 21 Si un couple d'entraînement du démarreur est transmis à l'arbre de sortie 2 du moteur alors que le convertisseur de couple 3 est dans un état inactif, il en résulte un déplacement angulaire relatif entre l'arbre de sortie 2 du moteur et le carter 4 du convertisseur de couple 3 Le piston 6 de l'amortisseur de vibration hydrodynamique 1 est alors entraîné vers l'extérieur, avec la tige de piston 7, à l'encontre de la force élastique du ressort hélicoïdal 8 Sous l'effet du mouvement du piston, le fluide travaillant contenu dans l'une des chambres à fluide est comprimé pour engen- drer une différence de pression entre les deux chambres à fluide Sous cet effet, il se produit un écoulement de fluide à travers les orifices axiaux 15 Etant donné que le débit du fluide est étranglé par les orifices 15, il s'engendre une force d'amortissement hydrodynamique, qui exerce son action conjointement avec la force élastique du ressort hélicoïdal 8, pour résister au déplacement re- latif entre l'arbre de sortie 2 du moteur et le carter 4 du convertisseur De cette façon, l'impact produit au dé- but de l'action de lancement du moteur peut être absorbé avec succès, pour transmettre le couple d'entraînement au carter 4 du convertisseur sans à-coups. L'amortisseur de vibration hydrodynamique 1 a aussi pour effet d'absorber la vibration de torsion in- duite qui est due aux fluctuations du couple de sortie du moteur En effet, de même qu'au moment de l'action de lancement du moteur, la vibration de torsion de l'arbre de sortie 2 du moteur provoque un déplacement angulaire relatif entre l'arbre de sortie du moteur et le carter 4 du convertisseur De la même façon qu'on l'a décrit plus haut, l'amortisseur de vibration hydrodynamique 1 engen- dre alors une force d'amortissement formée d'une combi- naison de la force hydrodynamique, engendrée par l'étran- glement de l'écoulement au niveau de l'orifice 15, et de la force élastique du ressort hélicoïdal 8. Le couple de sortie du moteur peut donc être transmis sans à-coups au carter 4 du convertisseur par l'intermédiaire de l'amortisseur de vibration hydrodyna- miaue 1 La vibration qui serait transmise à la caisse du véhicule peut donc être supprimée dans une mesure sa- tisfaisante, pour réduire ainsi les vibrations et les bruits de la caisse du véhicule. Dans la forme de réalisation représentée, l'amortisseur de vibration hydrodynamique 1 renferme un fluide visqueux et un gaz Toutefois, pendant que le mo- teur est entrainé, la force centrifuge agit sur le flui- de travaillant pour repousser le fluide travaillant vers l'extérieur Le gaz contenu dans le cylindre 5 est pour cette raison placé à l'intérieur Le gaz ne risque donc pas d'être laissé dans la course de compression du pis- ton 6 La présence du gaz ne risque donc pas d'affecter les performances d'amortissement des vibrations de l'amortisseur de vibration hydrodynamique. Bien que la forme de réalisation représentée utilise un type particulier d'amortis