Brevet FR2811269A1 — publié le 20020111

La présente invention concerne un groupe motopropulseur pour un véhicule automobile, tel qu'un véhicule à propulsion thermique ou un véhicule à propulsion hybride. On entend ici par "propulsion hybride" une propulsion qui est réalisée à partir d'un moteur thermique et/ou d'un moteur électrique, le véhicule étant équipé de ces deux types de moteur. Le groupe motopropulseur qui fait l'objet de l'invention comporte, de façon classique, un arbre moteur principal entraîné en rotation par un moteur thermique par l'intermédiaire d'un embrayage, une boîte de vitesses et un différentiel qui commande les roues motrices du véhicule. On connaît déjà d'après le document EP 0 545 102, un tel groupe motopropulseur. Sur la figure unique de ce document, on peut voir qu'un différentiel comprend un boîtier rotatif dont l'axe de rotation correspond à l'axe commun aux deux demi-arbres des roues du véhicule à entraîner. A l'intérieur du boîtier sont guidés en rotation deux pignons coniques, dénommés pignons satellites, portés par des tronçons d'arbre et deux autres pignons coniques, dénommés pignons planétaires, portés aux extrémités respectives des deux demi-arbres des roues motrices. Le boîtier rotatif est solidaire d'une couronne d'entraînement du différentiel. En outre, ce boîtier est guidé en rotation par deux paliers de roulement, dénommés ci-après respectivement, palier "amont" et palier "aval". Dans la suite de la description et dans les revendications, on désignera par palier de roulement "amont" de n'importe quel élément rotatif, le palier situé du côté du moteur thermique et par palier de roulement "aval", le palier situé du côté opposé, vers ou à l'intérieur de la boîte de vitesses. Sur la figure du document EP 0 545 102, on voit également que la boîte de vitesses comprend un arbre moteur principal entraîné en rotation par un moteur thermique (non représenté) et un arbre récepteur ou arbre de sortie de la boîte de vitesses, parallèle à cet arbre moteur et entraîné en rotation par celui-ci selon un rapport de démultiplication variable. L'arbre moteur est entraîné par le moteur thermique par l'intermédiaire d'un embrayage (non représenté sur la figure), logé dans un carter d'embrayage. En outre, l'arbre de sortie porte un pignon relativement petit, dit pignon principal, dont il est solidaire à la fois en rotation et en translation. Ce pignon principal engrène avec la couronne du différentiel. Comme on peut le voir sur la figure du document EP 0 545 102, un tel montage des différents éléments du groupe motopropulseur présente l'inconvénient que le palier de roulement "amont" du boîtier rotatif du différentiel est situé juste sous le carter d'embrayage, ce qui empêche d'augmenter éventuellement la dimension radiale de ce dernier, sauf à devoir également déplacer le différentiel vers le bas (dans le sens de la figure). L'objectif de l'invention est de proposer un groupe motopropulseur du type indiqué ci-dessus, qui permette d'augmenter l'encombrement radial du carter d'embrayage, sans augmenter la dimension globale du groupe motopropulseur dans le sens radial. Plus précisément, l'objet de l'invention est un groupe motopropulseur pour véhicule automobile comprenant: - au moins un arbre moteur, dit principal, entraîné en rotation par un moteur thermique par l'intermédiaire d'un embrayage, - un différentiel qui est pourvu d'une couronne d'entraînement et qui commande les roues motrices du véhicule, et - une boîte de vitesses comportant un arbre de sortie, entraîné en rotation selon un rapport de démultiplication variable par ledit arbre moteur principal, et qui porte un pignon en prise avec la couronne d'entraînement du différentiel, l'arbre moteur, l'arbre de sortie et le boîtier rotatif du différentiel étant chacun guidés en rotation au moins par un palier de roulement "amont" monté sur le carter d'embrayage. Ce groupe motopropulseur est remarquable en ce que le palier de roulement "amont" du boîtier du différentiel et le palier de roulement "amont" de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses sont sensiblement dans un même plan vertical, perpendiculaire à l'axe dudit arbre de sortie, I'encombrement axial du palier de roulement "amont" du boîtier du différentiel chevauchant au moins en partie l'encombrement axial du palier de roulement "amont" de l'arbre de sortie. Grâce à ces caractéristiques de l'invention, le palier de roulement "amont" du boîtier du différentiel ne se trouve plus sous la paroi inférieure du carter d'embrayage, ce qui permet, si cela est nécessaire, d'augmenter la dimension radiale du carter d'embrayage ou plus précisément de déplacer cette paroi inférieure en direction du différentiel. Ainsi, dans le cas d'un véhicule à propulsion hybride, il devient possible de placer à l'intérieur du carter d'embrayage un moteur électrique de type "galette", plus puissant qu'un moteur électrique classique, mais également d'un plus grand diamètre. Dans ce cas, le groupe motopropulseur comprend un deuxième arbre moteur, dit auxiliaire, tubulaire, entraîné par le moteur électrique et entourant l'arbre moteur principal. Il est également possible d'introduire à l'intérieur du carter d'embrayage un élément quelconque présentant un encombrement important, puisque l'on peut agrandir ce carter d'embrayage, sans pour autant augmenter la dimension globale du groupe motopropulseur dans le sens radial. L'invention répond ainsi aux exigences de compacité recherchées pour un groupe motopropulseur. En outre, la position relative de ces deux paliers de roulement "amont" permet d'améliorer la tenue mécanique du carter d'embrayage. Par ailleurs, selon un certain nombre de caractéristiques additionnelles, non limitatives, de l'invention: - le palier de roulement "amont" du boîtier du différentiel et le palier de roulement "amont" de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses sont dans un même plan vertical, perpendiculaire à l'axe dudit arbre de sortie, l'encombrement axial du palier de roulement "amont" du boîtier du différentiel chevauchant complètement l'encombrement axial du palier de roulement "amont" de l'arbre de sortie; - le palier de roulement "amont" de l'arbre moteur et le palier de roulement "amont" de l'arbre de sortie sont sensiblement dans un même plan vertical, perpendiculaire à l'axe dudit arbre de sortie, l'encombrement axial du palier de roulement "amont" de l'arbre moteur chevauchant au moins en partie l'encombrement axial du palier de roulement "amont" de l'arbre de sortie; - le palier de roulement "amont" de l'arbre moteur et le palier de roulement "amont" de l'arbre de sortie sont dans un même plan vertical, perpendiculaire à l'axe dudit arbre de sortie, l'encombrement axial du palier de roulement "amont" de l'arbre moteur chevauchant complètement l'encombrement axial du palier de roulement "amont" de l'arbre de sortie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple illustratif et non limitatif, cette description étant faite en faisant référence au dessin joint. Sur ce dessin, la figure 1 (figure unique) est une vue en coupe, partielle et schématique, du groupe motopropulseur selon l'invention. On y a désigné respectivement par les références X-X', Y-Y' et Z-Z', l'axe de l'arbre moteur principal 1, l'axe de l'arbre de sortie 2 de la boîte de vitesses et l'axe de rotation du différentiel 3. Ces trois axes sont parallèles. Plus précisément, l'arbre moteur principal I est entraîné en rotation par un moteur thermique, non représenté, situé sur la droite de la figure. Il s'agit par exemple d'un moteur à quatre temps, à essence ou de type Diesel. Cet arbre est entraîné en rotation par le moteur thermique, par l'intermédiaire d'un embrayage de type connu, non représenté sur la figure, et logé dans un carter d'embrayage 10. Ce carter d'embrayage 10 présente une paroi de fond ou voile 1l 1 et une paroi périphérique inférieure 12. Le voile 1l 1 est percé d'une ouverture circulaire 1 3. Celle-ci permet le passage de l'arbre moteur I en direction de la boîte de vitesses et est munie d'un palier de roulement "amont" 14 assurant le guidage en rotation dudit arbre moteur. L'arbre moteur 1 présente une série de pignons dont un seul, référencé 100, est représenté sur la figure 1. La boîte de vitesses, référencée 4, est représentée de façon partielle et très schématique. Elle est logée dans un carter de boîte de vitesses 40. Elle comprend au moins un arbre rotatif, notamment l'arbre récepteur ou arbre de sortie 2 de la boîte de vitesses. Cet arbre de sortie 2 est guidé en rotation par deux paliers de roulement, positionnés respectivement à ses deux extrémités opposées et dénommés palier "amont" et palier "aval". Seul le palier "amont" 20 situé du côté du moteur thermique (côté droit sur la figure 1) est représenté. L'arbre de sortie 2 porte une série de pignons 200 dont seuls deux sont représentés sur la figure 1 et qui sont en prise, chacun, avec l'un des pignons correspondants de l'arbre moteur principal. De manière connue, ceci permet l'entraînement en rotation de l'arbre de sortie 2, par l'arbre moteur principal 1, selon des rapports de démultiplication différents. L'arbre de sortie 2 porte en outre un pignon 201, relativement petit, dit pignon principal, dont il est solidaire en rotation et en translation. Ce pignon principal 201 sert à entraîner le différentiel en rotation. De façon également connue, le différentiel 3 comprend un boîtier rotatif 30 dont l'axe de rotation Z-Z' correspond à l'axe commun aux deux demiarbres des roues à entraîner. Ce boîtier 30 est solidaire d'une couronne d'entraînement 31 grâce à des moyens de fixation tels que des vis 310. Le pignon principal 201 engrène avec cette couronne d'entraînement 31. A l'intérieur du boîtier 30 sont guidés en rotation, d'une part deux pignons coniques, dénommés pignons satellites 32, 32', portés par des tronçons d'arbre 33, respectivement 33', et d'autre part, deux autres pignons coniques, dénommés pignons planétaires 34, 34', portés aux extrémités respectives des deux demi-arbres des roues motrices. Chacun des deux pignons satellites 32, 32' engrène avec les deux pignons planétaires 34, 34', leur conicité étant adaptée en conséquence. Le boîtier rotatif 30 est guidé en rotation par deux paliers de roulement, référencés respectivement 35 pour le palier "amont" et 35' pour le palier "aval". Les paliers de roulement 14 et 20, utilisés respectivement pour les arbres 1 et 2, sont des paliers de roulement à rouleaux cylindriques, tandis que les paliers de roulement 35, 35' utilisés pour le différentiel sont classiquement des roulements à rouleaux coniques. Les paliers 35, 35' sont prévus sur la paroi extérieure du boîtier 30 et à cet effet, celle-ci présente des portions cylindriques, respectivement 350 et 350', permettant un tel guidage en rotation. La bague extérieure 351 du palier "amont" 35 du boîtier de différentiel est montée d'une part sur le carter d'embrayage 10, plus précisément à la base du voile 11 et d'autre part, sur le carter 5 protégeant les demiarbres des roues motrices. Dans la présente description et dans les revendications, on entend par "encombrement axial" EA d'un palier de roulement la distance entre les deux faces latérales les plus extérieures opposées des bagues intérieure et extérieure dudit roulement, c'est-à-dire son épaisseur "hors tout". Conformément à l'invention, et comme illustré sur la figure 1, l'encombrement axial EA35 du palier du roulement "amont" 35 du boîtier 30 du référentiel chevauche au moins en partie (dans le sens axial de la figure), l'encombrement axial EA20 du palier du roulement "amont" 20 de l'arbre de sortie 2. En d'autres termes, les paliers de roulement "amont" 35 et 20 sont sensiblement dans un même plan vertical, perpendiculaire à l'axe Y-Y' de l'arbre de sortie 2. Ce chevauchement, qui est partiel dans le mode de réalisation illustré, est visualisé sur la figure par une zone ombrée, référencée C. De façon avantageuse, les encombrements axiaux EA3s et EA20 se chevauchent totalement. En outre, l'encombrement axial EA20 du palier du roulement "amont" de l'arbre de sortie 2 chevauche au moins en partie, ou totalement (comme illustré en figure 1), l'encombrement axial EA14 du palier de roulement "amont" 14 de l'arbre moteur 1. Ainsi, les trois paliers de roulement 14, 20 et 35 se trouvent sensiblement dans un même plan, parallèle au voile 11 du carter d'embrayage. On obtient ainsi une meilleure tenue mécanique de ce carter d'embrayage et la paroi 12 du carter d'embrayage peut être abaissée en direction du différentiel 3, pour permettre par exemple, de placer un moteur électrique du type "galette" par exemple - dont le contour, référencé 6, est représenté sur la figure - à l'intérieur du carter d'embrayage 10, lorsque l'on a affaire à un système de propulsion hybride. Dans ce cas, selon un agencement connu, l'arbre primaire est double. Il est constitué de deux arbres coaxiaux, à savoir un arbre central entraîné par le moteur thermique et un arbre extérieur tubulaire entraîné par le moteur électrique. REVENDICATIONS. 1. Groupe motopropulseur pour véhicule automobile, comprenant: - au moins un arbre moteur (1), dit principal, entraîné en rotation par un moteur thermique par l'intermédiaire d'un embrayage, - un différentiel (3) qui est pourvu d'une couronne d'entraînement (31) et qui commande les roues motrices du véhicule, et - une boîte de vitesses (4) comportant un arbre de sortie (2), entraîné en rotation selon un rapport de démultiplication variable par ledit arbre moteur principal (1), et qui porte un pignon (201) en prise avec la couronne d'entraînement du différentiel, l'arbre moteur (1), l'arbre de sortie (2) et le boîtier rotatif (30) du différentiel étant chacun guidés en rotation au moins par un palier de roulement "amont" (14,20,35) monté sur le carter d'embrayage (10), caractérisé en ce que le palier de roulement "amont" (35) du boîtier (30) du différentiel et le palier de roulement "amont" (20) de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses sont sensiblement dans un même plan vertical, perpendiculaire à l'axe Y-Y' dudit arbre de sortie 2, l'encombrement axial (EA35) du palier de roulement "amont" (35) du boîtier du différentiel chevauchant au moins en partie l'encombrement axial (EA20) du palier de roulement "amont" (20) dudit arbre de sortie. 2. Groupe motopropulseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palier de roulement "amont" (35) du boîtier (30) du différentiel et le palier de roulement "amont" (20) de l'arbre de sortie (2) de la boîte de vitesses sont dans un même plan vertical, perpendiculaire à l'axe Y-Y' dudit arbre de sortie, l'encombrement axial (EA35) du palier de roulement "amont" (35) du boîtier du différentiel chevauchant complètement l'encombrement axial (EA20) du palier de roulement "amont" (20) de l'arbre de sortie. 3. Groupe motopropulseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le palier de roulement "amont" (14) de l'arbre moteur (1) et le palier de roulement "amont" (20) de l'arbre de sortie (2) sont sensiblement dans un même plan vertical, perpendiculaire à l'axe Y-Y' dudit arbre de sortie, l'encombrement axial (EAI4) du palier de roulement "amont" (14) de l'arbre moteur chevauchant au moins en partie l'encombrement axial (EA20) du palier de roulement "amont" (20) de l'arbre de sortie. 4. Groupe motopropulseur selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que le palier de roulement "amont" (14) de l'arbre moteur (1) et le palier de roulement "amont" (20) de l'arbre de sortie (2) sont dans un même plan vertical, perpendiculaire à l'axe Y-Y' dudit arbre de sortie, l'encombrement axial (EA14) du5 palier de roulement "amont" (14) de l'arbre moteur chevauchant complètement l'encombrement axial (EA20) du palier de roulement "amont" (20) de l'arbre de sortie (2).