Brevet FR2650035A1 — publié le 19910125

La présente invention concerne une transmission hydraulique et un circuit hydraulique destiné à celle-ci et Comprenant un dispositif d'accumulation de pression, monté dans une canalisation d'alimentation en fluide hydraulique de l'embrayage. Le dispositif d'accumulation de pression délimite une chambre de fluide hydraulique destinée à donner des caractéristiques prédéterminées d'augmentation de pression par augmentation progressive d'une pression appliquée élastiquement avec une pression pilote provenant de la canalisation d'alimentation en fluide hydraulique. Dans un circuit hydraulique classique de ce type tel que représenté sur la figure 2 du modèle d'utilité japonais publié n 57-72334, la canalisation d'alimentation hydrau- lique destinée à transmettre le fluide à la chambre de fluide hydraulique agit aussi comme canalisation d'évacua- tion de fluide qui évacue celui-ci de la chambre de fluide hydraulique. Le fluide hydraulique est donc évacué de la chambre par un orifice d'évacuation d'un distributeur de commande monté dans la canalisation d'alimentation en fluide hydraulique afin que les états de changement de vitesse soient commutés. Comme la canalisation d'alimentation hydraulique constitue aussi la canalisation d'évacuation, elle comporte un clapet de retenue ou un dispositif analogue. Ainsi, le fluide hydraulique évacué de la chambre hydraulique s'écoule dans le clapet de retenue et le distributeur. En conséquence, la perte de pression est considérable au niveau du clapet et du distributeur. Lorsque le fluide est à une basse température et à une faible viscosité, il a tendance à rester dans la chambre de fluide sans être évacué suffisamment. Une évacuation suffisante ne peut pas être obtenue surtout lorsque la canalisation d'alimentation-échappement formée entre la chambre hydraulique et le distributeur est longue ou lorsqu'une opération de changement de vitesse est réalisée après une courte période. Cela signifie qu'une fonction ultérieure d'accumulation de pression commence alors qu'il reste du fluide hydraulique dans la chambre hydraulique. En conséquence l'embrayage est brutalement mis à l'état embrayé avec une pression élevée, si bien qu'un choc est appliqué pendant une opération de changement de vitesse. La présente invention a pour objet une transmission hydraulique qui ne présente pas l'inconvénient précité et qui comporte un circuit hydraulique de construction simple et ayant des caractéristiques satisfaisantes d'accumulation de pression. Cet objet est atteint selon l'invention par réalisa- tion d'une transmission hydraulique qui comporte un embrayage hydraulique, un distributeur de commande de changement de vitesse, des organes de manoeuvre de change- ment de vitesse qui peuvent être commandés par le distribu- teur, une canalisation pilote de fluide hydraulique desti- née à faire varier les états de pression d'après le fonc- tionnement des organes de manoeuvre, une canalisation d'alimentation en fluide hydraulique sous pression rejoi- gnant l'embrayage hydraulique, un distributeur de commande d'embrayage hydraulique destiné à être commandé lorsqu'une pression pilote est appliquée par la canalisation pilote afin que la canalisation d'alimentation en fluide hydrau- lique soit fermée, et un dispositif d'accumulation de pression monté sur la canalisation d'alimentation en fluide hydraulique, le dispositif d'accumulation de pression comprenant une chambre hydraulique destinée à donner des caractéristiques prédéterminées d'augmentation de pression avec une pression pilote appliquée par la canalisation d'alimentation en fluide hydraulique sous pression et la force d'un ressort, une canalisation d'évacuation partant de la chambre hydraulique et un distributeur d'évacuation étant monté dans la canalisation d'évacuation afin qu'il ouvre et ferme celle-ci d'après la pression pilote appli- quée par la canalisation pilote. On se réfère à la figure 2 qui illustre à titre d'exemple le fonctionnement de la transmission et notamment de son circuit hydraulique. Le circuit comporte une canali- sation hydraulique pilote 11 qui est mise à basse pression et communique avec un réservoir au cours d'une opération de changement de vitesse, et qui est mise à un état à haute pression, la communication avec le réservoir étant inter- rompue après l'opération de changement de vitesse. Un distributeur 35 d'évacuation est monté dans une canalisa- tion d'évacuation partant de la chambre hydraulique 33 et rejoignant le réservoir A40. Le distributeur 35 d'évacuation est raccordé à la canalisation pilote 11 de manière que la pression pilote provenant du distributeur 35 prenne une faible valeur lorsqu'une opération de changement de vitesse commence. En conséquence, le fluide hydraulique sous pression est évacué directement dans le réservoir et ne s'écoule pas dans l'autre type de distributeur, comme dans le dispositif de la technique antérieure. Ainsi, bien que le distributeur d'évacuation soit monté dans la canalisation d'évacuation, l'autre type de distributeur n'est pas utilisé grâce à l'utilisation d'une canalisation d'évacuation qui est séparée de la canalisa- tion d'alimentation en fluide hydraulique sous pression, et qui est utilisée uniquement pour l'évacuation. Ceci réduit efficacement les pertes de pression. La canalisation d'évacuation utilisée uniquement pour l'évacuation peut être courte puisqu'elle ne doit pas permettre l'installa- tion d'un autre distributeur et analogue. En conséquence, le fluide hydraulique peut être évacué en un temps plus court que dans le dispositif de la technique antérieure, même lorsqu'une opération de change- ment de vitesse est réalisée après une courte période ou lorsque le fluide hydraulique a une faible viscosité. Le dispositif d'accumulation de pression commence à fonction- ner à partir d'une condition à pression nulle qui suit une opération de changement de vitesse, afin que des caracté- ristiques progressives d'embrayage soient obtenues. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la canalisation d'alimentation en huile sous pression comporte une soupape de détente destinée à réduire la pression et connectée en parallèle avec le dispositif d'accumulation de pression, la soupape de détente étant réglée à un niveau de pression légèrement inférieur à une pression de rencontre à laquelle les disques de friction de l'embrayage hydraulique commencent à être en contact Dans cette construction, malgré le réglage du dispositif d'accumulation de pression afin qu'il commence une action d'augmentation de la pression à une pression relativement basse, le fluide hydraulique est transmis par la soupape de détente à l'embrayage hydraulique sans évacuation pendant que la pression d'embrayage augmente jusqu'à la pression prédéterminée à la suite d'une opéra- tion d'embrayage. Ceci accélère le remplissage initial de l'embrayage hydraulique par le fluide hydraulique. Lorsque la pression d'embrayage dépasse la pression prédéterminée, la soupape de détente est fermée et permet au dispositif d'accumulation de pression de régler régulièrement l'aug- mentation de pression, si bien que l'augmentation brutale de la pression est réduite lors du serrage de l'embrayage. Ainsi, le temps initial de remplissage de l'état débrayé à l'état de contact d'embrayage est raccourci, avec réduction efficace des chocs lors du contact de l'embrayage, si bien qu'une opération rapide de changement de vitesse peut être réalisée. Dans un autre mode de réalisation préféré de l'in- vention, le distributeur de commande de l'embrayage hydrau- lique comporte une soupape de commutation à deux positions comprenant un orifice placé dans un passage de retour. Lorsqu'une opération de changement de vitesse est réalisée alors que le tracteur fonctionne, un distributeur de commande d'embrayage est déplacé d'une position d'embrayage à une position de débrayage et est ramené à la position d'embrayage. Au moment du débrayage, le fluide hydraulique est évacué de l'embrayage, avec réglage de débit par l'orifice. Une partie du fluide hydraulique reste ainsi dans l'embrayage hydraulique lorsque celuici est à nouveau embrayé. En conséquence, une rapide opération de changement de vitesse est possible avec une réduction du temps initial de remplissage, lorsque l'embrayage est à nouveau embrayé, puisqu'il faut une plus faible quantité de fluide hydrau- lique pour le remplissage par rapport au dispositif de la technique antérieure. Lors de l'arrêt du tracteur, le distributeur de commande d'embrayage est maintenu en position de débrayage et comme le fluide hydraulique restant dans l'embrayage est évacué progressivement par l'orifice, les disques de friction sont retenus et ne peuvent pas tourner. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un schéma général d'une transmission hydraulique selon l'invention; la figure 2 est un schéma d'un circuit hydraulique dans un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 3 est une coupe d'un dispositif -d'accumu- lation de pression et d'un distributeur de commande d'éva- cuation; la figure 4 est une coupe d'un vérin hydraulique de changement de vitesse; la figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 4; la figure 6 est un schéma d'un circuit hydraulique dans un second mode de réalisation de l'invention; la figure 7 est un graphique représentant une courbe caractéristique indiquant l'augmentation de la pression d'embrayage; et la figure 8 est un schéma d'un circuit hydraulique dans un troisième mode de réalisation de l'invention. Premier mode de réalisation On se réfère à la figure 1 qui représente un ensemble moteur d'un tracteur à quatre roues motrices comprenant un moteur à combustion interne 1 et un embrayage principal 2 destiné à recevoir l'énergie du moteur 1. Un train propulseur comprend un dispositif principal 500 de changement de vitesse, un embrayage hydraulique 501 à disques, un dispositif 502 de commutation arrière-avant, un dispositif auxiliaire de changement de vitesse 503 et un dispositif réducteur 504 à grand rapport lesquel l'énergie est transmise de l'embrayage principal 2 aux différentiels 3a et 4a des roues avant et arrière 3 et 4. Un train d'entraînement d'instrument comporte un mécanisme 5 de changement de vitesse destiné à recevoir de l'énergie de l'embrayage principal 2 et à entraîner un arbre de prise de force 6. Le dispositif principal 500 de changement de vitesse comporte deux engrenages synchronisés de changement de vitesse destinés à donner quatre vitesses. Le dispositif 502 de commutation arrière-avant et le dispositif auxi- liaire de changement de vitesse 503 sont aussi de type synchronisé. Le dispositif principal 500 de changement de vitesse est commandé par deux vérins hydrauliques 101 et 102, et le dispositif auxiliaire 503 de changement de vitesse est commandé par un seul vérin hydraulique 103. Le dispositif 502 de commutation arrière-avant est commandé manuellement. Lorsque ces trois types d'opérations de changement de vitesse sont réalisées, l'embrayage hydrau- lique 501 est débrayé avant les opérations de changement de vitesse et est embrayé à la fin de ces opérations. Ainsi, les opérations de changement de vitesse sont réalisées sans débrayage de l'embrayage principal 2. Les figures 2 et 3 représentent un circuit hydrau- lique destiné à la commande des opérations de changement de vitesse. Ce circuit comprend une canalisation 8 d'alimenta- tion en fluide hydraulique sous pression destinée à trans- mettre du fluide sous pression d'une pompe hydraulique 7 à l'embrayage 501. La canalisation 8 d'alimentation en fluide hydraulique comporte un dispositif 200 d'accumulation de pression et une soupape 9 de commutation d'un type qui peut être commandé par une pression pilote. Un distributeur 10 de changement de vitesse de type rotatif est monté en dérivation par rapport à la canalisation 8 afin qu'il commande les trois vérins hydrauliques 101, 102 et 103. En outre, une canalisation pilote part de la canalisation 8 afin qu'elle transmette la pression pilote destinée à la manoeuvre de la soupape 9 de commutation. Des clapets de retenue 12 de type ouvert-fermé sont associés aux canalisations de commande des vérins hydrau- liques 101, 102 et 103 et du dispositif de commutation arrière-avant 502 respectivement. Les clapets 12 fonc- tionnent au moment d'une opération de changement de vitesse afin qu'ils fassent varier la pression pilote destinée à la soupape de commutation 9 et que l'embrayage hydraulique 501 soit embrayé et débrayé comme indiqué précédemment. Comme l'indique la figure 2, les clapets de retenue des vérins hydrauliques 101 et 102 sont montés en série. Le dispositif 200 d'accumulation de pression, comme décrit plus en détail dans la suite, a une construction telle qu'il empêche une augmentation brutale de la pression d'embrayage et donne une augmentation de pression d'embrayage ayant des caractéristiques prédéterminées lorsque la soupape de commutation 9 est manoeuvrée. On décrit maintenant les vérins hydrauliques 101 et 102 de changement de vitesse. Comme l'indiquent les figures 4 et 5, le vérin hydraulique 101 de changement de vitesse a un tiroir 19 à action directe et un tiroir auxiliaire 20 monté- sur le tiroir 19 à action directe afin qu'il soit mobile axialement par rapport à lui. Le vérin hydraulique 101 délimite trois orifices Pl, P2 et P3 comme représenté. Lorsque du fluide hydraulique est transmis par l'orifice P2 et est évacué par les orifices P1 et P3, le tiroir auxi- liaire 20 se déplace vers l'extrémité droite et le tiroir 19 à action directe vers l'extrémité gauche sur la figure, en donnant un état correspondant à une première vitesse. Lorsque le fluide hydraulique est transmis par le canal P1 et est évacué par les canaux P2 et P3, le tiroir 19 se déplace vers la droite et donne un état à une seconde vitesse. Lorsque du fluide hydraulique est en outre trans- mis par le canal P2 et est évacué par les canaux Pl et P3, le tiroir 19 et le tiroir 20 se déplacent vers les extré- mités opposées et s'arrêtent à mi-distance afin qu'ils donnent un point mort. Le vérin hydraulique 101 a un carter 21 qui a un épaulement destiné à être au contact du tiroir auxiliaire 20 au point mort. Cet épaulement forme des gorges peu profondes 21a à quatre emplacements équidistants suivant la périphérie comme l'indique la figure 5. Lorsque le tiroir auxiliaire 20 est en contact intime avec l'épau- lement, le fluide hydraulique sous pression provenant de l'orifice P2 pénètre dans les gorges 21a et repousse le tiroir auxiliaire 20 et le déplace. Ces gorges 21a sont formées dans le carter 21 et non dans le tiroir auxiliaire 20. Ceci présente l'avantage d'une simplicité d'usinage et d'une réduction de coût par rapport à la formation de gorges sur le tiroir auxiliaire 20. On se réfère aux figures 2 et 3; le dispositif 200 d'accumulation de pression comporte un distributeur 24 à tiroir, un plongeur 25 pénétrant partiellement dans le distributeur 24, un obturateur 28 repoussé-par un premier ressort 26 et ayant un orifice 27 en son centre, un piston 29 commandé par le fluide hydraulique sous pression prove- nant de l'obturateur 28, et un second ressort 30 placé entre le piston 29 et le distributeur 24, tous ces éléments étant montés dans un carter 31. Une canalisation 32 de fluide à une pression pilote qui reçoit la pression du distributeur 24 communique avec une chambre arrière sous pression 25a du plongeur 25, avec une première chambre hydraulique 28a contenant l'obturateur 28, et avec un embrayage hydraulique 501 par une canalisation inter- médiaire 8a. Lorsque la soupape de commutation 9 est ouverte et lorsque le fluide sous pression commence à circuler vers l'embrayage hydraulique 501, le plongeur 25 applique une force au distributeur 24 dans le sens de la fermeture. Simultanément, une pression agissant dans le sens de l'ouverture et due au déplacement du piston 29 est appli- quée au distributeur 24 par le second ressort 30. Un fluide sous pression est transmis alors que les deux pressions se compensent de manière équilibrée. Comme représenté sur la figure 3, le piston 29 est logé dans une chambre hydraulique 33, un passage hydrau- lique 33a partant sur le côté. Une canalisation 34 d'éva- cuatton est connectée au passage 33a afin qu'elle évacue le fluide sous pression de la chambre 33. Cette canalisation 34 comporte un clapet de retenue 35 & commande pilote jouant le rôle d'un distributeur d'évacuation qui commande l'évacuation de la chambre 33. Ce clapet de retenue 35 à commande pilote comporte un obturateur 35b qui a une fonction de fermeture par contact avec un siège 35A. Le clapet de retenue 35 comporte aussi un orifice pilote 35a par lequel une pression pilote est appliquée de manière qu'elle repousse l'obturateur 35B contre le siège 35A, un orifice 35b d'évacuation et un orifice 35c d'admission destiné à recevoir le fluide hydraulique de la chambre 33. L'orifice pilote 35a est connecté à la canalisation pilote 11. Lorsqu'une opération de changement de vitesse commence afin que la canalisation pilote 11 soit mise à l'état à basse pression, l'obturateur 35B est repoussé vers la droite sur la figure par le fluide évacué de la chambre 33, et ce fluide revient à un réservoir 40. Lorsque l'opération de changement de vitesse est terminée, la canalisation pilote 11 passe à une haute pression et la haute pression résultante repousse l'obturateur 35B vers une position de fermeture dans laquelle il arrête l'évacuation de la chambre 33. / Second mode de réalisation La figure 6 représente un circuit hydraulique selon un second mode de réalisation de l'invention. Ce circuit est analogue à celui de la figure 2, les différences portant sur le fait que le distributeur d'évacuation est une soupape 350 de commutation à deux positions de type piloté, le fait que la soupape 60 de détente destinée à réduire la pression est connectée en parallèle au dispo- sitif 200 d'accumulation de pression, et le fait qu'un accumulateur hydraulique 50 de type piloté est connecté à la chambre 33 du dispositif 200 d'accumulation de pression. On ne décrit le circuit hydraulique de la figure 6 qu'en référence à ces nouvelles caractéristiques. L'accumulateur hydraulique 50 de type piloté, connecté à la chambre hydraulique 33 du dispositif d'accu- mulation de pression 200, a une canalisation 70 de fluide à une pression pilote qui est connectée à une canalisation 14 de fluide à vitesse élevée du vérin hydraulique 103 associé au dispositif auxiliaire 503 de changement de vitesse. Ainsi, au moment o le couple de sortie est élevé, l'accu- mulateur 50 donne des caractéristiques d'augmentation progressive de pression réduisant les chocs lors de l'embrayage. La soupape 60 de réduction de pression qui est connectée en parallèle avec le dispositif 200 d'accumula- tion de pression permet le passage du fluide sous pression uniquement à une pression prédéterminée ou au-dessous de celle-ci qui est légèrement inférieure à une pression de rencontre à laquelle le piston hydraulique 15 de l'embrayage hydraulique 501 commence à être au contact d'un disque de friction 16. Ceci raccourcit le temps initial de remplissage de l'embrayage 501 par le fluide hydraulique avant que la pression de rencontre ne soit atteinte. Même lorsqu'un état à faible vitesse est commandé avec des caractéristiques d'augmentation progressive de pression, la soupape 60 de réduction de pression raccourcit le temps initial T de remplissage d'un état débrayé à un état de rencontre d'embrayage, par rapport au temps néces- saire selon la technique antérieure comme indiqué en traits mixtes sur la figure 7. Ceci permet une rapide opération de changement de vitesse, avec un temps réduit entre le début de l'opération de changement de vitesse et l'état demi- embrayé. Troisième mode de réalisation La figure 8 représente un circuit hydraulique dans un troisième mode de réalisation de l'invention. Ce circuit diffère de celui de là figure 6 uniquement en ce que le distributeur de l'embrayage hydraulique ou la soupape de commutation 9 comporte un orifice 91 disposé dans une canalisation 92 destinée à évacuer le fluide résiduel de (O l'embrayage 501. Par exemple, lorsqu'une opération de changement de vitesse est réalisée alors que le tracteur se déplace, la soupape 9 de commutation est déplacée d'une position d'embrayage à une position de débrayage. A ce moment, l'orifice empêche l'évacuation du fluide hydraulique totalement hors de l'embrayage 501. La soupape 9 de commu- tation revient ainsi vers la position d'embrayage, une partie du fluide restant dans l'embrayage hydraulique 501. En conséquence, une rapide opération de changement de vitesse est possible, avec un temps initial réduit de remplissage de fluide hydraulique à partir du début de l'opération de changement de vitesse à l'état demi-embrayé. L'orifice peut occuper la position de la canalisa- tion 92 d'évacuation à l'extérieur de la soupape de commu- tation 9, au lieu d'être incorporée à cette soupape 9. On décrit maintenant le fonctionnement de la trans- mission, hydraulique selon l'invention en référence au circuit hydraulique représenté sur la figure 8. Lorsque le conducteur manoeuvre un levier de change- ment de vitesse, le distributeur rotatif 10 agit de manière qu'il crée les conditions suivantes: 1. La canalisation pilote 36 est évacuée afin que la soupape de commutation 9 soit fermée et que l'embrayage 501 soit débrayé. Simultanément, le distributeur 350 à deux 35. positions est ouvert afin qu'il réduise la pression dans la canalisation 34 et provoque l'initialisation du dispositif d'accumulation de pression 200. 2. Le fluide hydraulique est transmis aux vérins 101 à 103, suivant la nature de l'opération de changement de vitesse, afin que les baladeurs des dispositifs de change- ment de vitesse soient manoeuvrés. L'embrayage 501 reste débrayé pendant l'opération de changement de vitesse. Le clapet de retenue est fermé à la fin de l'opéra- tion de changement de vitesse si bien que la pression augmente dans la canalisation pilote 36 et manoeuvre la soupape de commutation 9 qui transmet le fluide à l'embrayage 501. La pression dans l'embrayage 501 augmente progressivement sous l'action de la soupape 60, du disposi- tif 200 d'accumulation de pression et de l'accumulateur 50. Comme la pression appliquée à l'embrayage 501 augmente progressivement jusqu'à la pression prédéterminée, par exemple de 20 bars, réglée par la soupape 60 de réduc- tion de pression, l'embrayage 501 est progressivement embrayé, avec un choc réduit. L'embrayage 501 reste embrayé jusqu'à l'opération suivante de changement de vitesse. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux transmissions qui viennent d'être décrites uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Transmission hydraulique, caractérisée en ce qu'elle comprend un embrayage hydraulique (501), un distributeur (10) de commande de changement de vitesse, des dispositifs de manoeuvre (101-103) de changement de vitesse destinés à être commandés par le distributeur de commande, une canalisation pilote (36) destinée à faire varier les états de pression d'après le fonctionnement des dispo- sitifs de manoeuvre, une canalisation (8) d'alimentation hydraulique sous pression rejoignant l'embrayage hydraulique, un distributeur (9) de commande d'embrayage hydrau- lique, commandé par une pression pilDte appliquée par la canalisation pilote et destiné à fermer la canalisation d'alimentation en fluide sous pression, et un dispositif (200) d'accumulation de pression monté dans la canalisation d'alimentation en fluide sous pres- sion, ce dispositif d'alimentation comprenant: une chambre hydraulique (33) destinée à donner des caractéristiques prédéterminées d'augmentation de pression avec une pression-pilote appliquée par la canalisation d'alimentation en fluide sous pression et la force d'un ressort, - une canalisation (34) d'évacuation partant de la chambre hydraulique, et un distributeur (35) d'évacuation monté dans la canalisation d'évacuation et destiné à ouvrir et fermer la canalisation d'évacuation en fonction de la pression pilote appliquée par la canalisation pilote. 2. Transmission hydraulique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif (200) d'accumula- tion de pression comporte en outre: un distributeur (24) destiné à ouvrir et fermer la canalisation d'alimentation en fluide sous pression, un ressort (30) destiné à repousser le distributeur dans le sens d'ouverture, et un piston (29) monté dans la chambre hydraulique et destiné à coulisser lorsque la pression pilote appliquée à partir de la canalisation d'alimentation en fluide sous pression augmente, si bien que la force de rappel du ressort qui rappelle le distributeur en position d'ouver- ture augmente. 3. Transmission hydraulique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le distributeur (35) de commande d'évacuation est un clapet de type piloté. 4. Transmission hydraulique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le distributeur (35) d'évacuation est une soupape de commutation à deux positions commandée par une pression pilote. 5. Transmission hydraulique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la canalisation (8) d'alimenta- tion en fluide sous pression comporte une soupape (60) de réduction de pression connectée en parallèle au dispositif d'accumulation de pression, cette soupape étant réglée à un niveau de pression légèrement inférieur à une pression de rencontre à laquelle les disques de friction de l'embrayage hydraulique (501) commencent à être en contact. 6. Transmission hydraulique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le distributeur (9) de commande de l'embrayage hydraulique est une soupape de commutation à deux positions et de type piloté, ayant un orifice dans un passage de retour.