Brevet FR2711189A1 — publié le 19950421

La présente invention concerne un ensemble moteur-variateur hydraulique pour véhicule automobile. Ces ensembles connus jusqu'à maintenant ont toujours eu pour inconvénients d'être peu compacts et donc extrêmement encombrants. La présente invention propose d'éliminer l'inconvénient ci-dessus des ensembles connus. A cet effet, l'ensemble moteur-variateur hydraulique de l'invention, pour véhicule automobile, du type comprenant un moteur thermique muni de cylindres dans lesquels coulissent des pistons alternatifs, une pompe hydraulique composée de pistons coulissant dans des cylindres pour comprimer un liquide hydraulique et un moyen de transmission pour transmettre l'énergie fournie par les pistons du moteur thermique aux pistons de la pompe hydraulique de manière à entraîner cette dernière, est caractérisé en ce que les cylindres du moteur thermique et les cylindres de la pompe hydraulique sont intégrés dans un même bloc-cylindres et le moyen de transmission est inclu dans un même carter commun au moteur thermique et à la pompe hydraulique. Avantageusement, les cylindres du moteur thermique sont parallèles entre eux et répartis régulièrement autour d'un axe et sont, de préférence, au nombre de trois à 1200 les uns des autres et les cylindres de la pompe sont disposés en alternance avec les cylindres du moteur thermique. Selon une autre caractéristique de l'invention, à chaque cylindre de la pompe hydraulique correspond un accumulateur hydropneumatique disposé dans un même plan radial et comprenant un cylindre dans lequel coulisse un piston qui sépare une chambre hydraulique reliée à la pompe d'un gaz sous pression régulée. Chaque accumulateur hydropneumatique est muni d'un moyen pour commander la pression pneumatique régulée, elle-même agissant sur le débit de la pompe. Les clapets d'admission et de refoulement de la pompe hydraulique débouchent dans les chambres hydrauliques des accumulateurs hydropneumatiques. De préférence, les bielles des pistons du moteur thermique et les pistons de la pompe hydraulique sont fixés, par l'intermédiaire de rotules, sur un plateau oscillant formant le moyen de transmission précité. Avantageusement, le plateau oscillant est monté incliné sur un arbre creux tournant, coaxial au bloc-cylindres, et est relié par un joint homocinétique à un arbre fixe coaxial à l'arbre creux. Cet arbre fixe est muni en extrémité d'un galet sphérique sur lequel prend appui le plateau oscillant qui est muni d'un galet entraînant un arbre auxiliaire disposé dans l'axe du bloc-cylindres. L'ensemble conforme à l'invention comprend un démarreur électrique qui, par l'intermédiaire de moyens réducteurs, peut entamer en rotation l'arbre creux pour démarrer le moteur thermique. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale suivant la ligne I-I de la figure 2 et représentant un ensemble moteur-variateur hydraulique conforme à l'invention; et - la figure 2 est une vue en coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1. En se reportant aux figures, l'ensemble moteur-variateur hydraulique pour véhicule automobile conforme à l'invention comprend un moteur thermique 1 à cylindres 2, dans le cas présent au nombre de trois, et dans lesquels coulissent respectivement des pistons alternatifs 3, dont un seul est représenté en détail. Chaque piston 3 a sa bielle 4 reliée à un moyen de transmission 5 comme cela sera décrit ultérieurement. Les pistons 3 coulissent dans leurs cylindres respectifs 2 par l'intermédiaire de chemises 6 au travers desquelles sont réalisées des lumières 7 d'admission d'air à partir de conduit d'admission d'air 8. La référence 9 désigne l'une des soupapes d'échappement du moteur thermique, la référence 10 désigne l'un des injecteurs de combustible de ce moteur. L'ensemble comprend également une pompe hydraulique 1 1 comportant des pistons 12 dont un seul est représenté, coulissant dans des cylindres 13 pour comprimer un liquide hydraulique dans chaque chambre 14 de la pompe dans laquelle arrive le fluide hydraulique par des clapets d'admission 15. Dans le cas présent, la pompe hydraulique 1 1 comprend trois pistons 12 reliés au moyen de transmission 5 comme cela sera expliqué ultérieurement de façon que le moyen 5 déplace les pistons 12 dans leurs cylindres respectifs 13 pour refouler du liquide de la chambre 14 vers l'utilisation par des clapets d'échappement 16. Selon l'invention, les cylindres 2 du moteur thermique et les cylindres 13 de la pompe hydraulique 1 1 sont intégrés dans un même bloc-cylindres 17 tandis que le moyen de transmission 5 est inclu dans un même carter 18 commun au moteur thermique 1 et à la pompe hydraulique 11. Les cylindres 2 du moteur thermique sont parallèles entre eux et répartis régulièrement autour de l'axe longitudinal X-X du bloc-cylindres 17. Dans le mode de réalisation où trois cylindres 2 sont présents, ceux-ci sont répartis autour de l'axe X-X' à 1200 les uns des autres. De même, les trois cylindres 13 de la pompe 11 sont répartis à 1200 les uns des autres autour de l'axe X-X' et disposés en alternance avec les cylindres 2 du moteur thermique. Le moyen de transmission 5 est de préférence constitué par un plateau oscillant monté sur un roulement à billes 19 logé et fixé dans un arbre creux 20 monté à rotation dans deux parties 18a, 1 8b du carter 18 par l'intermédiaire respectivement de deux paliers 21 et 22 constitués de préférence par des roulements à rouleaux. L'arbre creux 20 est monté coaxialement à l'axe X-X' du bloc-cylindres 17. La masse A et l"'appendice" B de l'arbre creux 20 réalisent l'équilibrage dynamique des parties tournantes. Le plateau oscillant 5 est relié par un joint homocinétique 23 à un arbre fixe 24 traversant l'arbre creux 20 coaxialement à celui-ci. L'arbre 24 est bloqué en rotation par l'une des ses extrémités cannelées s'engageant dans des rainures de formes conjuguées d'un flasque 25 fixé à la partie de carter 1 8a par des vis de fixation 26. L'arbre fixe 24 est muni à son extrémité opposée d'un galet sphérique 27 sur lequel prend appui le plateau oscillant 5 par l'intermédiaire du joint homocinétique 23. Par cet agencement, l'ensemble plateau 5 et joint homocinétique 23 est arrêté en rotation par l'arbre 24 et le flasque 25 supporte l'effort principal de poussée des pistons 12 et des bielles 4 par l'intermédiaire de l'arbre fixe 24. Chaque bielle 4 est fixée de façon articulée au plateau oscillant 5 par l'intermédiaire d'une rotule 28 tandis que chaque piston 12 est également fixé de façon articulée au plateau 5 par l'intermédiaire d'une rotule 29. Le joint homocinétique 23 et donc le plateau oscillant 5, est muni d'un galet 30 entraînant en rotation un arbre auxiliaire 31 monté rotatif dans le bloccylindres 17 suivant l'axe X-X'. L'arbre 31 est utilisé pour assurer des fonctions auxiliaires. L'ensemble moteur-variateur comprend de plus un démarreur électrique 32 qui entraîne en rotation l'arbre creux 20 par l'intermédiaire de moyens réducteurs pour démarrer le moteur thermique. Ces moyens réducteurs comprennent un pignon de sortie 33 du démarreur 32 engrenant avec un pignon de démarrage 34 solidarisé à l'arbre creux 20 par des vis de fixation 35. La référence 36 désigne une poulie d'entraînement d'un élément auxiliaire fixée à l'arbre creux 20 coaxialement à celui-ci par les vis de fixation 35. Les pistons 12, les rotules 28, 29, le corps du plateau oscillant 5 et le corps du joint homocinétique 23 comprennent des perçages 37 assurant le graissage des pistons 12, des rotules 28, 29 et du galet sphérique 27. L'ensemble moteur-variateur hydraulique comprend enfin, associé à chaque cylindre 13 de la pompe 11, un accumulateur hydropneumatique 38 disposé dans un même plan radial et comprenant un cylindre 39 dans lequel coulisse un piston 40 qui sépare la chambre hydraulique 14 reliée à la pompe d'un gaz sous pression régulée présent dans une chambre 41 opposée à la chambre 14. Les clapets d'admission et de refoulement 15, 16 de la pompe hydraulique 1 1 débouchent dans les chambres hydrauliques des accumulateurs hydropneumatique 38. Chaque accumulateur hydropneumatique comprend un moyen de commande à vannes reliant la chambre 41 à une source haute pression pneumatique permettant de commander la pression dans cette chambre en transférant du gaz de la source pneumatique vers la chambre 41 ou vice-versa. En agissant ainsi selon la pression pneumatique dans la chambre 41, on déplace le piston 40 de chaque accumulateur hydropneumatique 38 et on refoule plus ou moins de liquide vers les moteurs hydrauliques qui entraînent les roues du véhicule. REVENDICATIONS 1. Ensemble moteur-variateur hydraulique pour véhicule automobile comprenant: - un moteur thermique (1) muni de cylindres (2) dans lesquels coulissent des pistons alternatifs (3), - une pompe hydraulique (11) composée de pistons (12) coulissant dans des cylindres (13) pour comprimer un liquide hydraulique, - un moyen de transmission (5) pour transmettre l'énergie fournie par les pistons (3) du moteur thermique (1) aux pistons (12) de la pompe hydraulique (11) de manière à entraîner cette dernière, caractérisé en ce que les cylindres (21) du moteur thermique (1) et les cylindres (13) de la pompe hydraulique (11) sont intégrés dans un même bloccylindres (17), et le moyen de transmission (5) est inclu dans un même carter (18a, 18b) commun au moteur thermique (1) et à la pompe hydraulique (11). 2. Ensemble moteur-variateur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cylindres (2) du moteur thermique (1) sont parallèles entre eux et répartis régulièrement autour d'un axe X-X' et sont de préférence au nombre de trois à 1200 les uns des autres. 3. Ensemble moteur-variateur hydraulique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les cylindres (13) de la pompe (11) sont disposés en alternance avec les cylindres (2) du moteur thermique (1). 4. Ensemble moteur-variateur hydraulique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à chaque cylindre (13) de la pompe (11) correspond un accumulateur hydropneumatique (38) disposé dans un même plan radial et comprenant un cylindre (39) dans lequel coulisse un piston (40) qui sépare une chambre hydraulique (14) reliée à la pompe (11) d'un gaz sous pression régulée. 5. Ensemble moteur-variateur hydraulique selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque accumulateur hydropneumatique (38) est muni d'un moyen pour commander la pression pneumatique régulée, elle-même agissant sur le débit de la pompe (11). 6. Ensemble moteur-variateur hydraulique selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les clapets (15, 16) d'admission et de refoulement de la pompe hydraulique (11) débouchent dans les chambres hydrauliques des accumulateurs hydropneumatiques (38). 7. Ensemble moteur-variateur hydraulique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bielles (4) des pistons (3) du moteur thermique (1) et les pistons (12) de la pompe (11) sont fixés, par l'intermédiaire de rotules (28, 29), sur un plateau (5) oscillant formant le moyen de transmission précité. 8. Ensemble moteur-variateur hydraulique selon la revendication 7, caractérisé en ce que le plateau oscillant (5) est monté incliné sur un arbre creux tournant (20) coaxial au bloc-cylindres (17). 9. Ensemble moteur-variateur hydraulique selon la revendication 8, caractérisé en ce que le plateau oscillant (5) est relié par un joint homocinétique (23) à un arbre fixe (24) coaxial à l'arbre creux (20). 10. Ensemble moteur-variateur hydraulique selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'arbre fixe (24) est muni en extrémité d'un galet sphérique (27) sur lequel prend appui le plateau oscillant (5). 11. Ensemble moteur-variateur hydraulique selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le plateau oscillant (5) est muni d'un galet (30) entraînant un arbre auxiliaire (31) disposé dans l'axe du bloccylindriques (17). 12. Ensemble moteur-variateur hydraulique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un démarreur électrique (32) qui, par l'intermédiaire de moyens réducteurs (33, 34), peut entraîner en rotation l'arbre creux (20) pour démarrer le moteur thermique (1).