Brevet FR2877415A1 — publié le 20060505

Boîte de vitesses automatique à niveau d'huile maîtrisé. L'invention concerne les boîtes de vitesses automatiques de véhicules automobiles. La compacité des ensembles de motorisation actuels est une nécessité qui s'impose également aux boîtes de vitesses automatiques. On constate donc une recherche d'optimisation des volumes d'encombrement des boîtes de vitesses, et l'apparition de contraintes résultantes en performances et également en fiabilité. Ainsi, la compacité des boîtes de vitesses automatiques actuelles a réduit le niveau d'huile disponible dans la boîte, qui pourtant doit être présent en volume suffisant pour la lubrification et l'actionnement des différents organes de la boîte. A cette première contrainte s'ajoute une seconde difficulté, qui est de préserver le fonctionnement des embrayages présents dans la boîte, et ce notamment lors d'un démarrage à froid (-30 , par exemple). En effet, les embrayages sont typiquement situés à proximité directe d'une cavité de fond de la boîte, et sont donc susceptibles de baigner au moins partiellement dans l'huile rendue visqueuse par les basses températures. L'embrayage est alors freiné dans sa rotation d'une manière qui peut aller jusqu'à rendre impossible tout démarrage. Parmi les boîtes de vitesses automatiques proposées jusqu'à présent, cette difficulté a été parfois évitée, mais avec un succès limité. On connaît par exemple le principe des systèmes robotisés installés pour des fonctions d'actionnement dans certaines boîtes de vitesses automatiques. Ces systèmes robotisés sont étanches en eux-mêmes, contenant une très faible quantité d'huile, car faiblement lubrifiés. De tels systèmes résolvent donc le problème de l'excès d'huile dans la boîte, en faisant appel à une technologie particulière, la robotisation. Toutefois cette technologie présente un coût important et un fonctionnement parfois inadéquat. On a également proposé (EF' 589 507) d'équiper une boîte de vitesses automatique d'un système de mesure de niveau d'huile. Ceci permet certes d'éviter un excès d'huile accidentel, par exemple dû à un mauvais remplissage de la boîte, mais ne résout pas le problème d'un excès d'huile permanent ou propre à la conception de la boîte. Le but de l'invention est de proposer une boîte de vitesses automatique de véhicule automobile dotée d'une quantité d'huile suffisante mais dont le niveau d'huile au repos et notamment à froid ne gêne pas la mise en mouvement de certains organes comme les organes d'embrayage. Ce but est atteint, selon l'invention, grâce à une boîte de vitesses automatique de véhicule automobile, comprenant une cavité inférieure de réception d'huile, un circuit hydraulique muni d'une pompe alimentant ce circuit depuis la cavité inférieure de réception d'huile, et un distributeur hydraulique alimenté par ledit circuit hydraulique, lequel distributeur hydraulique répartit l'huile vers différents organes de la boîte de vitesses. La boîte de vitesses est munie de moyens d'étanchéité qui sont aptes à isoler hydrauliquement le distributeur hydraulique de la cavité inférieure de réception d'huile de la boîte lors d'une mise au repos de la boîte de vitesses. De ce fait on sépare hydraul iquement une partie de la boite de vitesse qui risque de se vider dans la cavité inférieure de la boite au repos. La cavité inférieure de la boite et les organes entrainés au démarrage, notamment l'embrayage, s'en voient de ce fait protégés de l'apparition d'un excés d'huile. Sous un aspect particulier, la boîte comprend un échangeur thermique et au moins une conduite d'huile reliant le distributeur hydraulique à l'échangeur thermique et les moyens d'étanchéité sont placés de manière à isoler deux parties de la boîte de vitesses dont l'une comprend la cavité inférieure et l'autre comprend à la fois le distributeur hydraulique et l'échangeur thermique. La partie isolée qui comprend la cavité inférieure comprend avantageusement aussi le module d'embrayage. Avantageusement, les moyens d'étanchéité comprennent un moyen d'obturation d'au moins une conduite d'huile. Le moyen d'obturation est avantageusement un clapet muni LS d'un moyen de rappel vers sa position d'obturation. Les moyens d'actionnement du clapet sont par exemple en opposition d'une pression d'huile présente dans la conduite de sorte que ces moyens d'actionnement font adopter une position d'obturation au clapet en l'absence de pression dans la conduite. Quand une canalisation présente un point haut, les moyens d'isolement fluidique comprennent un orifice dans cette canalisation à ce point haut, de manière à désamorcer un éventuel siphon constitué par la canalisation. Les moyens d'isolement fluidique comprennent par exemple un moyen d'obturation de type activable/désactivable dudit orifice de la canalisation. Quand la boîte présente une pluralité de canalisations ayant chacune un point haut, les moyens d'obturation de l'orifice de chacune de ces canalisations sont avantageusement constitués par une même vanne d'obturation de type multivoie. Le moyen activable/désactivable d'obturation de l'orifice est avantageusement un moyen équipé d'un ressort de rappel vers une position d'ouverture de l'orifice. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention. La description est faite en référence à l'unique figure annexée, qui est une vue en coupe d'une boîte de vitesses automatique conforme à l'invention. Cette boîte comporte en particulier un embrayage 10 de type double et multidisques muni de son système de pilotage. Ce système de pilotage comprend trois éléments principaux de la boîte de vitesses, à savoir un distributeur hydraulique 20, une pompe référencée 30 d'alimentation et de mise en pression du distributeur hydraulique 20, et un échangeur thermique 40 placé en liaison hydraulique entre le distributeur 20 et le double embrayage 10. Ces différents éléments sont placés au-dessus d'une cavité 50 constituant le fond de la boîte automatique. L'embrayage 10 est dit humide car il est imprégné de l'huile telle qu'elle alimente également les autres éléments de la boîte de vitesses. Le distributeur hydraulique 20, alimenté par la pompe 30, alimente à son tour les autres organes de la boîte de vitesses, et notamment l'échangeur thermique 40. Plus spécifiquement, le distributeur hydraulique 20 répartit ici l'alimentation en huile sur différents organes. Il alimente d'une part des organes d'actionnement de l'embrayage non représentés, des organes de lubrification des différents éléments de la boîte de vitesses, et enfin l'échangeur thermique 40. Le double embrayage 10, le distributeur hydraulique 20, la pompe 30 et l'échangeur 40, sont reliés entre eux par des canalisations que l'on énumèrera ci-après sous les références 61, 62, ., 68...DTD: L'huile délivrée sous pression par la pompe 30 présente une pression régulée par la pompe à une valeur prédéfinie et appelée pression de ligne . Il s'avère qu'au repos le distributeur hydraulique 20 ainsi que l'échangeur 40 constituent deux volumes d'huile qui sont susceptibles de se vidanger par gravitation ou par siphonage dans la cavité inférieure 50 de la boîte de vitesses. :10 Ce vidangeage s'avère être à la source d'une augmentation de niveau d'huile en fond de boîte, et notamment d'un dépassement du niveau d'huile tolérable pour le couple d'embrayage 10. A cet effet, le présent dispositif comporte des aménagements supprimant le phénomène ainsi constaté. Pour cela, on adopte ici des moyens qui isolent hydrauliquement ces différents éléments. Ces moyens isolent deux ensembles l'un de l'autre. Le premier ensemble comprend notamment la cavité 50 de fond de boîte. Le deuxième ensemble comprend notamment le distributeur hydraulique 20 et l'échangeur 40. Le premier ensemble correspond à une portion inférieure de la boîte de vitesses, le second ensemble correspond à une portion supérieure de la boîte de vitesses. En d'autres termes il s'agit ici de réaliser une séparation entre deux ensembles dont l'un est susceptible de se vider par gravitation dans l'autre. L'embrayage 10 est alors considéré comme appartenant à la portion basse de la boîte de vitesses, c'est-à-dire à l'ensemble incluant la cavité 50 lorsque les moyens de séparation hydraulique sont en oeuvre. Trois canalisations 66, 67 et 68 sortent du distributeur hydraulique 20 pour relier au final l'embrayage 10. Deux canalisations 67 et 68 seulement de ces trois canalisations 66, 67 et 68 relient l'embrayage 10 de manière directe. La canalisation restante 66 relie d'abord l'échangeur thermique 40, où l'huile ainsi transportée subit un refroidissement, puis s'étend à nouveau vers l'embrayage 10. La canalisation 66 se confond auparavant avec une portion terminale 67b de la canalisation directe 67 à l'entrée de l'embrayage :10 10. Les canalisations 66, 67 et 68 sont des canalisations de lubrification. Plus spécifiquement, les canalisations 66 et 67 lubrifient l'embrayage 10 sur deux voies respectives, tandis que la canalisation 68 est une canalisation de graissage d'une partie de palier de l'embrayage. Ces canalisations s'extraient du distributeur 20 par un embranchement supérieur à ce dernier, mais décrivent ensuite un trajet qui est majoritairement plus bas que cet embranchement de départ. Les canalisations 66, 67 et 68 présentent donc un trajet qui est majoritairement descendant. Un premier aménagement empêche la vidange du distributeur hydraulique 20 et de l'échangeur 40 à travers l'embrayage 10 par ces trois canalisations 66, 67 et 68. Deux clapets 71 et 72 équipent les canalisations 67 et 68 à cet effet. Le clapet 71 est placé sur la canalisation 67 et le clapet 72 est placé sur la canalisation 68. Le clapet 71 est ici en place sur la portion terminale 67b de la canalisation 67. Par cette disposition, le clapet 71 bloque le flux d'huile affluant par la canalisation 67 ainsi que le flux d'huile affluant par la canalisation 66. On met ainsi à profit le fait que les canalisations 66 et 67 se rejoignent en amont de la portion 67b pour bloquer le flux de ces deux canalisations à l'aide de l'unique clapet 71. Chacun des clapets 71 et 72 est un clapet de type à une voie et à deux positions possibles. L'une ou l'autre des deux positions possibles de chaque clapet est adoptée en fonction de la pression présente sur la canalisation considérée, telle que comparée à l'effort d'un ressort de rappel équipant le clapet. L'effort du ressort de rappel place en effet le clapet en position de blocage du flux. Cette position apparaît lorsque le ressort est libre de s'étendre, à savoir lorsqu'il n'est opposé par aucune pression d'huile. Ainsi, lorsque la ligne chute, notamment lorsque le véhicule est arrêté et que la pompe 20 s'arrête, le ressort du clapet se détend et le clapet bloque alors toute descente d'huile par la canalisation considérée 67b ou 68. Lorsque la pression de ligne est au contraire présente dans la portion de canalisation considérée, l'effort du ressort de rappel du clapet est insuffisant à le maintenir en position de blocage du flux. Le clapet est alors ouvert sous l'effet de la pression d'huile et il autorise comme il se doit la circulation d'huile. En d'autres termes, lorsque la pression d'huile chute, notamment lors de l'arrêt du véhicule, chaque clapet 71 et 72 ferme sa portion de canalisation respective et interdit toute vidange des différents volumes, à savoir du distributeur hydraulique 20 et de l'échangeur 40 situés en amont de ces clapets 71 et 72. Les autres canalisations en présence sont notamment les canalisations 61, 62, 63 qui relient la pompe 30 au distributeur hydraulique 20. La figure annexée présente également deux canalisations d'actionnement 64 et 65 qui relient le distributeur hydraulique 20 au couple d'embrayage 10. Les trois canalisations 61, 62, 63 s'étendent parallèlement l'une à l'autre et forment chacune une liaison directe entre la pompe et le distributeur hydraulique 20. Les canalisations 61, 62 et 63 alimentent le distributeur hydraulique 20 en huile puisée par la pompe 30 dans la cavité 50 de fond de boîte. 1l0 Les deux canalisations parallèles 64 et 65 relient elles le distributeur hydraulique 20 à l'embrayage 10. La pression d'huile que ces deux canalisations 64 et 65 transmettent à l'embrayage 10 est utilisée par ce dernier en tant qu'énergie mécanique pour l'actionnement de ses différentes parties mobiles non représentées. Chacune des canalisations 64 et 65 est associée mécaniquement à une partie mobile différente de l'embrayage 10, ces parties mobiles étant susceptibles d'actionnements indépendants. Les conduites 64 et 65 sont nommées conduite paire et conduite impaire en référence à ces parties mobiles respectivement paire et impaire qui constituent la boîte à double embrayage. Les canalisations 61, 62 et 63, et les canalisations 64 et 65 ont un aspect commun. Chacune de ces canalisations présente un trajet passant par un point haut. En effet chacune de ces canalisations présente une forme en U retourné, la forme en U étant citée à titre purement illustratif. La base de cette forme en U forme donc une partie substantiellement haute du trajet décrit par la canalisation. En d'autres termes, chacune de ces canalisations 61, 62, 63, 64 et 65 passe par un point haut dans sa partie courante. De ce fait chacune de ces canalisations s'avère susceptible de vider le distributeur hydraulique 20 dans la cavité de fond 50 par effet siphon. Cet effet siphon s'avère en effet prendre place malgré la présence de la pompe 30 en sortie des canalisations 61, 62 et 63 et malgré la présence de l'embrayage 10 en sortie des canalisations 64 et 65. l0 Les trois canalisations 61, 62 et 63 sont ici équipées chacune d'un orifice latéral 81, 82, 83 à leur point haut en tant que moyen de désamorçage de cet effet siphon. Une vanne commune 73 équipe les trois canalisations, sous la forme d'un tiroir qui coulisse entre d'une part une position fermée sur :l5 les trois canalisations (trois voies), et d'autre part une position ouverte sur les trois canalisations (trois voies). La position fermée du tiroir clôt l'orifice latéral 81, 82, 83 de chacune des canalisations 61, 62 et 63. La position ouverte du tiroir découvre les orifices 81, 82, 83 de chacune des canalisations 61, 62 et 63. Lorsqu'elles sont mises à l'air libre, les canalisations 61, 62 et 63 sont désamorcées de tout effet siphon. La vanne 73 est équipée d'un ressort de rappel agissant dans le sens d'une ouverture de la vanne, c'est à dire d'une mise à l'air libre des canalisations. Le ressort, non représenté sur la figure, est en opposition de la pression de ligne. De ce fait, le ressort ouvre la vanne 73 seulement en l'absence de pression de ligne, c'est-à-dire lors de l'arrêt du véhicule. Par cette ouverture de la vanne à l'arrêt, l'effet siphon ne peut prendre place dans les canalisations 61, 62 et 63, empêchant la vidange du distributeur hydraulique 20. Les canalisations 64 et 65 reliant elles le distributeur hydraulique 20 à l'embrayage 10 sont également munies chacune d'un orifice 84, 85 de mise à l'air libre à leur point haut respectif. Toutefois, cette mise à l'air libre est permanente dans le cas de ces canalisations. L'orifice de mise à l'air libre 84, 85 de chacune des canalisations 64 et 65 présente toutefois une section d'ouverture suffisamment limitée pour éviter une perte de pression trop importante en fonctionnement. Cette mise à l'air libre permanente vise une fonction additionnelle à celle du désamorçage du siphon considéré. En effet, on cherche là à occasionner une perte de pression immédiate d'une partie terminale de chaque conduite 64, 65 qui située en aval du point haut lorsque la circulation d'huile s'arrête dans la conduite. Un tel arrêt peut avoir lieu sous la commande du distributeur hydraulique 20 ou à l'arrêt du véhicule. Par cette perte de pression immédiate, l'embrayage est actionné avec une meilleure précision. En effet, l'huile servant à l'actionnement retrouve sa pression nulle à chaque fin d'actionnement de manière précise et sans aucun délai. Cette mise à l'air libre permanente a en outre l'avantage de stabiliser la régulation de pression clans les chambres d'embrayage et permet une vidange plus rapide. REVENDICATIONS 1-Boîte de vitesses automatique de véhicule automobile, comprenant une cavité inférieure (50) de réception d'huile, un circuit hydraulique (61, . , 68) muni d'une pompe (30) alimentant ce circuit depuis la cavité inférieure (50) de réception d'huile, et un distributeur hydraulique (20) alimenté par ledit circuit hydraulique (61, ..., 68) , lequel distributeur hydraulique (20) répartit l'huile vers différents organes (10, 40) de la boîte de vitesses, la boîte de vitesses étant caractérisée en ce qu'elle est munie de moyens d'étanchéité (71, 72, 73, 81, 82) qui sont aptes à isoler hydrauliquement le distributeur hydraulique (20) de la cavité inférieure (50) de réception d'huile lors d'une mise au repos de la boîte de vitesses...CLMF: 2-Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un échangeur thermique (40) et au moins une conduite d'huile (66) reliant le distributeur hydraulique (20) à l'échangeur thermique (40), caractérisée en ce que les moyens d'étanchéité sont placés de manière à isoler deux parties de la boîte de vitesses dont l'une comprend la cavité inférieure (50) et l'autre comprend à la fois le distributeur hydraulique (20) et l'échangeur thermique (40). 3-Boîte de vitesses selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un module d'embrayage (10) et en ce que la partie isolée comprenant la cavité inférieure (50) comprend également le module d'embrayage (10). 4-Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'étanchéité comprennent un moyen d'obturation (71, 72) d'au moins une conduite d'huile. 5-Boîte de vitesses selon la revendication 4, caractérisée en ce que le moyen d'obturation (71, 72) est un clapet muni d'un moyen de 3,0 rappel vers sa position d'obturation. 6-Boîte de vitesses selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement du clapet (71, 72) sont en opposition de la pression de ligne du circuit de sorte que ces moyens d'actionnement font adopter une position d'obturation au clapet en l'absence de pression de ligne. 7-Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une canalisation (64, 65) présentant un point haut et en ce que des moyens d'isolement fluidique (61, 62, 63, 64, 65) comprennent un orifice (81, 82, 83, 84, 85) dans cette canalisation à ce point haut, de manière à désamorcer un éventuel siphon constitué par la canalisation. 8-Boîte de vitesses selon la revendication précédente, 0 caractérisée en ce que les moyens d'isolement fluidique comprennent un moyen d'obturation de type activable/désactivable (73) dudit orifice (81, 82, 83) de la canalisation (61, 62, 63). 9-Boîte de vitesses selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'il présente une pluralité de canalisations (61, 62, 63) ayant chacune un point haut, les moyens d'obturation (73) de l'orifice (81, 82, 83) de chacune de ces canalisations (61, 62, 63) étant constitués par une même vanne (73) d'obturation de type multivoie. 10-Boîte de revendication 9, activable/désactivable équipé d'un ressort de (81, 82, 83). vitesses selon la revendication 8 ou la caractérisée en ce que le moyen d'obturation (73) de l'orifice (81, 82, 83) est rappel vers une position d'ouverture de l'orifice