Brevet FR2793861A1 — publié le 20001124

Transmission à dérivation de puissance à variation continue pour groupe moto-propulseur de véhicule automobile. La présente invention a pour objet une transmission à dérivation de puissance à variation continue pouvant être utilisée entre le groupe moto-propulseur d'un véhicule automobile, relié à l'arbre d'entrée de la transmission et l'essieu des roues motrices du véhicule automobile, relié à l'arbre de sortie de la transmission. Une telle transmission comprend d'une manière générale un train d'engrenage épicycloïdal composé à deux entrées et deux sorties permutables et un variateur hydrostatique. En faisant passer une fraction faible et variable de la puissance totale dans le variateur hydrostatique, il est possible de combiner la variation continue du rapport de transmission que permet le variateur hydrostatique et le bon rendement de la chaîne mécanique comprenant le train d'engrenage épicycloïdal. Ce type de transmission permet également de réaliser une position neutre en prise et de ce fait de supprimer le convertisseur d'accouplement utilisé dans d'autres types de transmission. L'avantage principal de ce type de transmission réside dans la possibilité de faire fonctionner le groupe moto-propulseur dans son domaine optimal pour l'ensemble des points de fonctionnement. On constate de ce fait un gain de consommation du groupe moto-propulseur par rapport à un véhicule équipé d'une boîte à commande manuelle et ce malgré le rendement relativement faible de la transmission. La demande de brevet allemand publiée DE 44 41 085 décrit une transmission à variation continue, comportant un variateur hydrostatique et un train planétaire composé à deux entrées et deux sorties permutables. La permutation est effectuée au moyen d'un système de commutation comprenant un dispositif à crabotage capable de faire passer la transmission d'un mode de fonctionnement à un autre. La transmission décrite dans ce document antérieur présente l'inconvénient d'un confort de conduite insuffisant, en particulier au moment du passage d'un mode de fonctionnement à l'autre. De plus, l'architecture générale de la transmission ne permet pas d'aboutir à une compacité suffisante pour son montage dans un véhicule de tourisme. Enfin, on constate en pratique l'apparition de bruits de fonctionnement importants provenant du variateur hydrostatique en raison de la pression importante qui doit être utilisée. La présente invention a donc pour objet une telle transmission à dérivation de puissance à variation continue dont l'architecture permet de réduire considérablement les bruits émis lors du fonctionnement et qui , en outre, permet d'améliorer le confort de conduite et de diminuer l'encombrement de la transmission. A cet effet, la transmission à dérivation de puissance à variation continue pour groupe moto-propulseur de véhicule automobile selon la présente invention, est du type comprenant, entre un arbre d'entrée et un arbre de sortie, au moins un train d'engrenage épicycloidal et un variateur hydrostatique composé de deux unités hydrostatiques à cylindrée variable reliées par un circuit hydraulique comportant des moyens de pilotage. Les unités hydrostatiques sont chacune encapsulées à l'intérieur d'une enveloppe fermée présentant des moyens d'atténuation acoustique des bruits de fonctionnement des dites unités hydrostatiques et des passages appropriés pour les arbres ou pignons de sortie des dites unités hydrostatiques. Grâce à une telle disposition, les bruits dûs en particulier à la haute pression régnant dans les unités hydrostatiques et dans le circuit hydraulique peuvent être largement atténués. De plus, le montage et le démontage du variateur hydrostatique ainsi encapsulé se trouve facilité. A cet égard,les deux unités hydrostatiques sont de préférence encapsulées à l'intérieur d'une seule enveloppe fermée. Le circuit hydraulique et les moyens de pilotage du variateur hydrostatique sont également de préférence encapsulés dans l'enveloppe fermée précitée. Les moyens d'atténuation acoustique comprennent avantageusement un revêtement acoustiquement isolant disposé à l'intérieur de l'enveloppe fermée. Il peut s'agir par exemple d'un feutre en un matériau acoustiquement isolant appliqué sur les parois internes de l'enveloppe. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les deux unités hydrostatiques sont disposées radialement en parallèle du train d'engrenage épicycloidal, ce qui permet de réduire l'encombrement axial de la transmission. Dans un autre mode de réalisation, les deux unités hydrostatiques sont disposées axialement d'un côté ou de l'autre du train d'engrenage épicycloidal. De préférence, la transmission de l'invention comprend un train d'engrenage épicycloidal composé, à deux entrées et deux sorties permutables à l'aide d'un dispositif de commutation. L'arbre d'entrée est avantageusement relié d'une part au variateur hydrostatique et d'autre part au train d'engrenage épicycloidal composé, tandis que l'arbre de sortie est relié au train d'engrenage épicycloidal composé, ce qui permet de définir deux modes de fonctionnement pour la transmission. Le dispositif de commutation permettant de passer d'un mode à l'autre comprend de préférence deux embrayages à friction multidisques et un organe de pilotage des dits embrayages.De cette manière, on obtient un changement de mode souple et progressif sous couple, garantissant un excellent confort de conduite du véhicule. Le dispositif de commutation est avantageusement disposé en bout de la transmission, du côté opposé à l'arbre d'entrée de façon à équilibrer le train d'engrenage composé et à faciliter l'usinage des orifices d'alimentation en fluide de commande des embrayages. L'invention sera mieux comprise à l'étude d'un exemple de réalisation illustré par le dessin annexé, sur lequel la figure unique est une représentation schématique de l'architecture générale d'une transmission selon l'invention. Tel qu'elle est illustrée sur la figure annexée, la transmission à dérivation de puissance selon l'invention comprend un train d'engrenage épicycloïdal composé référencé 1 dans son ensemble et un variateur hydrostatique référencé 2 dans son ensemble. Le variateur hydrostatique 2 est composé d'une première unité hydrostatique à cylindrée variable 2a et d'une deuxième unité hydrostatique à cylindrée variable 2b. Chacune de ces unités hydrostatiques 2a, 2b peut fonctionner à la fois en pompe et en moteur. Il peut s'agir avantageusement de machines à pistons axiaux à cylindrée variable. Un circuit hydraulique 3 relie entre elles les deux unités hydrostatiques 2a, 2b et comprend en outre des moyens de pilotage non représentés sur la figure. La puissance de sortie du groupe moto-propulseur du véhicule attaque directement l'arbre d'entrée 4 de la transmission. L'arbre d'entrée 4 comprend un pignon 5 engrènant avec une cheine 6 et un pignon 7 reliés à l'arbre mécanique 7a de la première unité hydrostatique 2a. L'arbre d'entrée 4 est également fixé mécaniquement à l'entrée du train d'en-renage épicycloïdal composé 1. Le train d'engrenage épicycloïdal composé 1 est constitué par l'association de deux trains planétaires 9 et 10. Les satellites SI du premier train planétaire 9 et S2 du deuxième train planétaire 10 sont montés sur un porte-satellites commun PS. Le planétaire Pl du train planétaire 9 est monté directement sur l'arbre d'entrée 4 et constitue la première entrée du train d'engrenage épicycloïdal composé 1. La couronne C 1 du train planétaire 9 engrène, quant à elle, par l'intermédiaire d'une denture 11 avec le pignon 12 solidaire de l'arbre mécanique 13 de l'unité hydrostatique 2b. De ce fait, la couronne Cl constitue la deuxième entrée du train d'engrenage épicycloïdal composé 1. Un dispositif de commutation 8 comprend deux embrayages à friction multidisques 14 et 15 à commande hydraulique, représentés très schématiquement sur la figure 1, et capables d'être commandés au moyen d'un organe de pilotage hydraulique non représenté en détail sur la figure. Le flasque extérieur 16 commun aux deux embrayages 14, 15 est solidaire de l'arbre de sortie 17 de la transmission. Sur cette arbre de sortie 17, est monté un pignon de sortie 18 qui engrène avec un pignon de descente 19 monté sur un arbre 20 comportant un deuxième pignon de descente 21, lequel engrène avec le pignon 22 du pont comportant un différentiel 23. L'arbre de sortie 24 du différentiel 23 constitue l'essieu des roues motrices du véhicule. On a représenté schématiquement sur la figure 1 des alésages 25 pratiqués dans l'arbre de sortie 17 pour l'alimentation en fluide hydraulique de commande des deux embrayages 14 et 15, les conduites d'alimentation 26 étant reliées à un bloc de commande non illustré sur la figure. Les disques de l'embrayage 14 peuvent être solidarisés avec le flasque extérieur 16 lors de la commande de fermeture de l'embrayage 14. Ces disques sont solidaires du porte-satellites PS qui constitue donc la première sortie du train d'engrenage épicycloïdal composé 1, active lorsque l'embrayage 14 est fermé. De la même manière, les disques de l'embrayage 15 sont solidaires du planétaire P2 du deuxième train planétaire 10, constituant ainsi la deuxième sortie du train d'engrenage épicycloïdal composé 1, active lorsque le deuxième embrayage 15 est fermé. Dans l'exemple illustré, les deux unités hydrostatiques 2a, 2b ainsi que le circuit hydraulique 3, sont encapsulés à l'intérieur d'une enveloppe fermée 27. Les moyens de pilotage du variateur hydrostatique, CD non illustrés sur la figure, peuvent également être encapsulés dans la même enveloppe 27. L'enveloppe fermée 27 présente des moyens d'atténuation acoustique des bruits de fonctionnement des unités hydrostatiques 2a, 2b et du circuit hydraulique 3. Ces moyens d'atténuation sont représentés sur la figure 1 sous la forme d'un revêtement acoustique isolant 28 qui recouvre à l'intérieur les parois de l'enveloppe 27. Tout type de revêtement acoustiquement isolant peut être envisagé. On peut également obtenir un résultat analogue au moyen d'une conformation particulière des parois internes de l'enveloppe 27, en prévoyant par exemple des chicanes appropriées de nature à réduire le développement des bruits à l'extérieur de l'enveloppe 27. A titre de revêtement acoustiquement isolant, on peut utiliser des matériaux sous forme de feutre qui absorbent les ondes sonores sur une large plage c de fréquences. On peut également envisager Z-1 un revêtement interne 28 sous la forme d'une structure en nid d'abeille, couramment utilisée dans la technique pour atténuer les ondes sonores. L'enveloppe fermée 27 comprend, dans l'exemple illustré, deux orifices 29, 30 pour le passage des arbres mécaniques 7a et 13 des deux unités hydrostatiques 2a, 2b. Dans une variante d'exécution, on pourrait imaginer que l'enveloppe 27 comporte uniquement des orifices sous forme de fentes, laissant passer une portion de la denture des pignons 7 et 12 montés sur les arbres 7a et 13. Bien que dans l'exemple illustré, les deux unités hydrostatiques 2a et 2b aient été logées dans une seule enveloppe fermée 27, on comprendra qu'il soit possible, en fonction de l'architecture retenue pour la transmission, de prévoir deux enveloppes indépendantes encapsulant d'une manière individuelle chacune des unités hydrostatiques 2a et 2b. On notera que le variateur hydrostatique 3 est monté, dans l'exemple illustré, radialement en parallèle du train d'engrenage épicycloïdal composé 1, ce qui pen-net de réduire l'encombrement hors tout dans le sens axial de la transmission. L'encapsulage des unités hydrostatiques 2a, 2b rend d'ailleurs particulièrement aisé un tel montage de ces unités hydrostatiques ainsi que leur démontage, par exemple pour entretien. Le dispositif de commutation 8 constitué par les deux embrayages 14 et 15 se trouve monté dans l'exemple illustré en bout de la transmission, du côté opposé à l'arbre d'entrée 4, ce qui permet là encore d'obtenir une architecture d'ensemble particulièrement compacte et équilibrée. La transmission illustrée sur la figure 1 permet d'effectuer une division de la puissance et fonctionne selon deux modes dits "à entrée couplée", du fait que l'arbre d'entrée 4 est relié à la fois au train d'engrenage épicycloidal composé 1 par l'intermédiaire du planétaie Pl et, d'autre part, au variateur hydrostatique 3 par l'intermédiaire de la cheine 6. Dans le premier mode de fonctionnement, la sortie du train d'engrenage épicycloïdal composé 1 constitué par le porte-satellites PS est connectée au pignon de sortie 18 par l'intermédiaire de l'embrayage 14 qui est fermé tandis que l'embrayage 15 est ouvert. Dans le deuxième mode de fonctionnement, au contraire, la sortie du train d'engrenage épicycloïdal composé 1 est le planétaire P2 relié au pignon de sortie 18 par l'intermédiaire de l'embrayage 15 qui est fermé, tandis que l'embrayage 14 est ouvert. Pour les deux modes, il existe un point particulier pour lequel la vitesse de sortie du train d'engrenage épicycloïdal 1 est nulle. Ce point, qui est défini par les raisons du train d'engrenage épicycloïdal composé 1 et une position particulière de la cylindrée de l'unité hydrostatique 2a, représente la position "neutre en prise". Cette position permet de supprimer le convertisseur hydrocinétique utilisé habituellement dans les transmissions de véhicules automobiles. Le changement de mode s'effectue à ce point, pour lequel les régimes de rotation des différents éléments de la transmission sont identiques. De ce fait, le changement de mode est réalisé de façon pratiquement synchronisée. On constate néanmoins que le changement de mode est effectué avec une puissance dérivée non nulle. L'utilisation des deux embrayages 14 et 15 à commande hydraulique permet d'effectuer le passage d'un mode à l'autre d'une manière souple, progressive, sous couple, de façon à satisfaire le confort de conduite exigé pour un véhicule automobile. REVENDICATIONS 1-Transmission à dérivation de puissance à variation continue pour groupe moto-propulseur de véhicule automobile, du type comprenant,entre un arbre d'entrée (4) et un arbre de sortie (17), au moins un train d'engrenage épicycloidal (1) et un variateur hydrostatique (2) composé de deux unités hydrostatiques à cylindrée variable (2a, 2b) reliées par un circuit hydraulique (3) comportant des moyens de pilotage, caractérisée par le fait que les unités hydrostatiques (2a, 2b) sont chacune encapsulées à l'intérieur d'une enveloppe fermée (27) présentant des moyens (28) d'atténuation acoustique des bruits de fonctionnement des dites unités hydrostatiques et des passages (29, 30) appropriés pour le-s arbres (7a, 13) ou pignons de sortie des dites unités hydrostatiques. 2-Transmission à dérivation de puissance selon la revendication 1 caractérisée par le fait que les deux unités hydrostatiques (2a, 2b) sont encapsulées à l'intérieur d'une seule enveloppe fermée. 3-Transmission à dérivation de puissance selon les revendications 1 ou 2 caractérisée par le fait que le circuit hydraulique et les moyens de pilotage du variateur hydrostatique sont également encapsulés dans l'enveloppe fermée précitée. 4-Transmission à dérivation de puissance selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée par le fait que les moyens d'atténuation acoustique comprennent un revêtement acoustiquement isolant (28) disposé à l'intérieur de l'enveloppe fermée (27). 5-Transmission à dérivation de puissance selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée par le fait que les deux unités hydrostatiques (2a, 2b) sont disposées radialement en parallèle du train d'engrenage épicycloidal (1). 6-Transmission à dérivation de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée par le fait que les deux unités hydrostatiques sont disposées axialement d'un côté ou de l'autre du train d'engrenage épicycloidal. 7-Transmission à dérivation de puissance selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée par le fait qu'elle comprend un train d'engrenage épicycloidal composé (1) à deux entrées et deux sorties permutables à l'aide d'un dispositif de commutation (8). 8-Transmission à dérivation de puissance selon la revendication 7 caractérisée par le fait que l'arbre d'entrée (4) est relié d'une part au variateur hydrostatique (2) et d'autre part au train d'engrenage épicycloidal composé (1), tandis que l'arbre de sortie (17) est relié au train d'engrenage épicycloidal composé (1). 9-Transmission à dérivation de puissance selon l'une des revendications 7 ou 8 caractérisée par le fait que le dispositif de commutation comprend deux embrayages à friction multidisques (14, 15) et un organe de pilotage des dits embrayages. 10-Transmission à dérivation de puissance selon la revendication 9 caractérisée par le fait que le dispositif de commutation est disposé en bout de la transmission, du côté opposé à l'arbre d'entrée (4).