Brevet FR2882579A1 — publié le 20060901

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale les systèmes de transmission de couple de moteur à combustion interne. Elle concerne plus particulièrement un système de transmission de couple comprenant un volant moteur et un disque d'embrayage, le volant moteur comprenant une première face en vis-à-vis du disque d'embrayage et une deuxième face, opposée à la première face, orientée du côté du moteur. Elle concerne également un groupe moto-propulseur de véhicule automobile comprenant un tel système de transmission de couple. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Actuellement, il est déjà connu un système de transmission de couple du type précité qui comprend un volant moteur relié à un vilebrequin et un dispositif d'embrayage relié à un arbre d'entrée d'une boîte de vitesses. Le volant moteur est constitué d'une plaque circulaire, appelée toile, 15 bordée par une jante. Cette jante porte une couronne dentée, sur laquelle vient s'engrener un démarreur pour lancer le moteur. Le volant moteur est entraîné en rotation par le vilebrequin lié au moteur. En particulier, le volant moteur, grâce à son importante masse, emmagasine l'énergie cinétique produite lors d'une phase d'explosion et de détente dans le moteur, et il restitue cette énergie cinétique lors d'un temps mort du moteur (phases d'admission, d'échappement, de compression), régulant ainsi la rotation du vilebrequin. Le volant moteur est chargé d'entraîner en rotation le dispositif 25 d'embrayage. Le couple moteur est transmis du volant moteur au disque d'embrayage puis à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. De nos jours, les moteurs de véhicules automobiles atteignent des performances mécaniques de plus en plus en plus importantes. Les éléments mécaniques du système de transmission du couple du moteur sont alors très sollicités physiquement et donc thermiquernent. Or, le volant moteur transmet le couple du moteur au disque d'embrayage par frottement. Cette transmission de couple par frottement s'effectue à la faveur d'une face du volant moteur qui coopère avec des garnitures de friction disposées sur le disque d'embrayage. Cette face du volant moteur est alors très sollicitée thermiquement, en particulier lorsque le conducteur cherche le point de patinage dans les bouchons ou dans une côte. La sollicitation mécanique est telle que des glissements se produisent entre les garnitures de friction du disque d'embrayage et la face du volant moteur correspondante. Ces glissements sont responsables d'échauffements importants qui dégradent les caractéristiques mécaniques des garnitures de friction du disque d'embrayage. Lorsque la dégradation des caractéristiques mécaniques des garnitures de friction est trop importante le disque d'embrayage ne transmet plus la 10 puissance du moteur à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier aux inconvénients précités de l'état de la technique, la présente invention propose un système de transmission de couple d'un moteur à combustion interne dans lequel les échauffements entre le disque d'embrayage et le volant moteur sont dissipés. À cet effet, on propose selon l'invention un système de transmission de couple d'un moteur à combustion interne tel que défini en introduction dans lequel il est prévu que la deuxième face du volant moteur comprend des ailettes. Ainsi, grâce aux ailettes présentes sur la deuxième face du volant moteur selon l'invention, la surface d'échange thermique avec l'air est très nettement augmentée. Les échanges thermiques sont alors favorisés. Il en résulte une dissipation de l'échauffement des pièces du volant moteur et du dispositif d'embrayage et en particulier des garnitures de friction du disque d'embrayage. Les caractéristiques mécaniques des garnitures de friction du disque d'embrayage sont ainsi préservées. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les ailettes recouvrent, uniformément, la totalité de la surface de la deuxième face du volant moteur. Ainsi la répartition de la masse du volant moteur est homogène, cette 30 homogénéisation de la masse du volant moteur étant nécessaire pour une bonne régularisation du fonctionnement du moteur. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le volant moteur comprenant une jante, les ailettes possèdent des crêtes qui s'étendent toutes dans un plan défini par le contour latéral de la jante orienté vers le moteur. L'encombrement du volant moteur est alors inchangé. L'encombrement du volant moteur est un facteur important car le volant moteur est situé à proximité du moteur. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les ailettes suivent des portions d'hélice qui s'étendent entre le centre et le bord du volant moteur. Cette configuration géométrique des ailettes permet de générer une circulation d'air autour des ailettes afin de favoriser la dissipation de la chaleur par convection autour des ailettes. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les ailettes s'étendent selon des rayons du volant moteur. Ainsi, cette configuration géométrique des ailettes permet de générer une circulation d'air afin de favoriser la dissipation de la chaleur par convection autour des ailettes, tout en offrant un procédé simple d'obtention des ailettes. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les ailettes s'étendent selon des cercles concentriques centrés sur le volant moteur. Ainsi le refroidissement du volant moteur s'effectue essentiellement par conduction. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les ailettes 20 s'élèvent perpendiculairement à la deuxième face du volant moteur. Ainsi, la structure de ces ailettes est simple ce qui facilite le procédé d'obtention de ces ailettes. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les ailettes forment avec la deuxième face du volant moteur un angle aigu. L'angle aigu introduit permet de contrôler la circulation de l'air autour du volant moteur tout en utilisant des ailettes de structure simple. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les ailettes et le volant moteur forment une seule pièce obtenue par fonderie sans variation de masse du volant. Ainsi, par rapport au volant moteur selon l'état de la technique, le volant moteur selon l'invention est de même masse. II n'y a alors pas de rééquilibrage du volant moteur à effectuer. L'invention concerne également un groupe moto-propulseur de véhicule automobile comprenant un système de transmission de couple tel que précité. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés: - la figure 1 est une vue schématique d'une partie d'un système de transmission de couple selon l'invention; -la figure 2 est une vue en perspective de la première face du volant moteur du système de transmission de couple de la figure 1; et - la figure 3 est une vue en perspective de la deuxième face du volant moteur du système de transmission de couple de la figure 1. Sur la figure 1 on a représenté une partie d'un système de transmission de couple d'un moteur à combustion interne. Ce système comprend un volant moteur 10 et un dispositif d'embrayage 50. Le volant moteur 10 forme une base à laquelle est fixée tout le dispositif d'embrayage 50. Le dispositif d'embrayage 50 comporte les éléments suivants: - un disque d'embrayage 59, - un plateau de pression 52 destiné à exercer une forte pression sur le disque d'embrayage 59, - un ressort à diaphragme 53 destiné à entraîner le plateau de pression 52 contre le disque d'embrayage 59, une série de goupilles 54 située sur la périphérie du ressort à diaphragme 53 et destinée à guider le ressort à diaphragme 53, un roulement de butée 55 destiné à coopérer avec le ressort à diaphragme 53, - une fourchette d'embrayage 57 qui contrôle le roulement de butée 55, et un couvercle d'embrayage 58. Le disque d'embrayage 59 est un disque en tôle mince. Ce disque est muni de garnitures de friction 51 sur ses deux faces. Le disque d'embrayage 59 coulisse à la faveur de cannelures (non représentées) d'un arbre d'entrée 56 d'une boîte de vitesses (non représentée). Le disque d'embrayage 59, serré entre le volant moteur 10 et le plateau de pression 52, est entraîné en rotation par adhérence. Au moyen des cannelures, l'arbre d'entrée 56 de la boîte de vitesses est à son tour entraîné en rotation. Le volant moteur 10 est formé d'une plaque circulaire appelée toile 14 présentant deux faces 13,16 et d'une jante 43 qui borde la toile 14. La jante 43 vient de formation avec la toile 14. Le volant moteur 10 comprend une première face 13 en vis-à-vis du disque d'embrayage 59, et une deuxième face 16, opposée à la première face 13, orientée du côté du moteur. La jante 43 sert de base à une couronne dentée 80, appelée couronne de démarreur, coopérant avec un démarreur (non représenté). Le volant moteur 10 est fixé a un vilebrequin 24 lui-même relié au moteur. Plus particulièrement, le vilebrequin 24 est équipé d'un plateau de fixation 23 qui est vissé au moyen de trous taraudés 11 autour du moyeu 12 du volant moteur 10. Le moyeu 12 peut en outre accueillir une extrémité du vilebrequin 24. Comme représentée sur la figure 2, la toile 14 est ondulée de sorte que la partie centrale de la première face 13 du volant moteur 10 soit adaptée à l'encombrement du dispositif d'embrayage 50, tandis que la partie périphérique de la première face 13 offre une surface de frottement aux garnitures de friction 51 du disque d'embrayage 59. Bien entendu, la deuxième face 16 du volant moteur est elle aussi ondulée. La périphérie de cette première face avant du volant moteur 10 comprend une couronne dentée appelée cible PMH (Point Mort Haut) 40 venant de formation avec le volant moteur 10. Cette cible PMH 40 comporte une dent de largeur supérieure à celle des autres dents de la cible PMH, appelée dent d'acquisition PMH 41. Cette dent d'acquisition PMH 41 sert de repère, pour le réglage de la combustion dans le moteur, à un capteur, appelé capteur PMH (non représenté) positionné à hauteur de la cible PMH 40 dans un carter (non représenté) dans lequel est monté le système de transmission de couple du moteur. Comme le montre la figure 2, en dessous de la cible PMH 40, il est prévu des plots 70, disposés en couronne et comportant des trous taraudés 71 qui permettent de fixer le dispositif d'embrayage 50 au volant moteur 10. Pour résoudre des problèmes d'alignement en fonctionnement du vilebrequin 24 par rapport à l'arbre d'entrée 56, on peut aussi utiliser un roulement à billes (non représenté), appelé roulement-guide, logé dans le moyeu 12 du volant moteur 10. Ce roulement-guide sert alors à supporter l'extrémité de l'arbre d'entrée 56 de la boîte de vitesses afin que le volant moteur 10 et l'arbre d'entrée 56 de la boîte de vitesses soient correctement alignés sur un même axe de rotation. Avantageusement, comme représentée sur la figure 3, la deuxième face 16 du volant moteur 10 comprend des ailettes 30. Ici, les ailettes 30 couvrent la totalité de la surface de la deuxième face 16 du volant moteur 10. De plus, ces ailettes 30 sont réparties uniformément sur ladite surface de la deuxième face 16 du volant moteur 10. Les ailettes 30 possèdent des crêtes 31 qui s'étendent toutes dans un plan défini par le contour latéral de la jante 43 orienté vers le moteur. La hauteur de chaque ailette 30 varie en fonction des ondulations de la deuxième face 16 du volant moteur 10. La figure 3 présente un mode de réalisation selon l'invention dans lequel les ailettes 30 suivent des portions d'hélice qui s'étendent entre le moyeu 12 et la jante 43 du volant moteur 10. Selon une première variante de l'invention non représentée, on peut prévoir que la deuxième face du volant moteur soit pourvue d'ailettes qui 25 s'étendent selon des rayons du volant moteur. Pour simplifier le principe d'obtention de ces ailettes, il est possible de les faire s'élever perpendiculairement à la deuxième face du volant moteur. Enfin, si l'on souhaite contrôler l'orientation de la circulation de l'air autour du volant moteur on peut utiliser des ailettes formant avec la deuxième face du volant moteur un angle aigu. Une deuxième variante de l'invention non représentée peut consister à prévoir des ailettes qui s'étendent selon des cercles concentriques centrés sur le centre du volant moteur. Comme pour la première variante, les ailettes peuvent s'élever perpendiculairement à la deuxième face du volant moteur ou former avec la deuxième face un angle aigu. Les ailettes 30 viennent de formation avec le volant moteur 10 par fonderie. De plus, avantageusement, l'implantation d'ailettes 30 ne fait pas varier la masse du volant moteur 10 puisque celles-ci sont aménagées dans l'épaisseur de la toile 14 du volant moteur 10. On notera que l'emploi d'ailettes 30 de refroidissement sur la deuxième face 16 d'un volant moteur 10 s'applique aussi bien à un volant moteur souple qu'à un volant moteur rigide. Le volant moteur 10 coopère avec le dispositif d'embrayage 50 de la manière suivante: la fourchette d'embrayage 57 est contrôlée par une pédale d'embrayage (non représentée). Cette fourchette d'embrayage 57 contrôle l'engagement ou le désengagement du disque d'embrayage 59 sur le volant moteur 10. Afin d'engager le disque d'embrayage 59 sur le volant moteur 10, la fourchette desserre le roulement de butée 55 du milieu du ressort à diaphragme 53. Pendant que le milieu du ressort à diaphragme 53 est relâché, la série de goupilles 54 guide le ressort à diaphragme 53 qui vient appuyer sur le plateau de pression 52 contre le disque d'embrayage 59. L'embrayage est alors solidaire du volant moteur 10. La force que le disque d'embrayage 59 peut recevoir du volant moteur 10 dépend du frottement entre le disque d'embrayage 59 et le volant moteur 10, et avec quelle force le ressort à diaphragme 53 appuie sur le plateau de pression 52. Lorsque le moteur fonctionne et que le volant moteur 10 est solidaire du disque d'embrayage 59, les ailettes 30 de la deuxième face 16 du volant moteur 10 génèrent une dissipation par conduction et/ou convection de la chaleur dégagée par l'interaction entre la première face 13 du volant moteur 10 et les garnitures de friction 51 du disque d'embrayage 59. En effet, le volant moteur 10 est entraîné en rotation autour de son axe de rotation par le vilebrequin 24. Cet entraînement en rotation du volant moteur 10 engendre, suivant la disposition des ailettes 30, un déplacement relatif de l'air par rapport aux ailettes 30 ou une circulation d'air entre les ailettes 30. Ainsi, une disposition des ailettes en cercles concentriques, s'élevant perpendiculairement à la deuxième face du volant moteur ou présentant avec cette dernière un angle aigu, engendre un déplacement relatif de l'air par rapport aux ailettes, mais ne participe pas à la circulation de l'air autour du volant moteur. Dans cette configuration géométrique, la dissipation de la chaleur dégagée entre le volant moteur et le disque d'embrayage se fait donc essentiellement par conduction le long des ailettes. Préférentiellement une orientation singulière des ailettes permet de générer une circulation d'air autour du volant moteur et favorise ainsi la dissipation de la chaleur par convection autour des ailettes. Ainsi une disposition radiale des ailettes s'élevant perpendiculairement à la deuxième face du volant moteur crée une circulation d'air autour de la deuxième face du volant moteur. On peut contrôler cette circulation d'air en introduisant un angle aigu entre les ailettes et la deuxième face du volant moteur. Dans le mode de réalisation de l'invention représenté, la dissipation de la chaleur par convection est optimisée en utilisant des ailettes 30 qui suivent des portions d'hélice. Enfin, dans un mode de réalisation où les ailettes 30 s'étendent du moyeu 12 à la jante 43 du volant moteur 10, ces ailettes 30 jouent le rôle de nervure entre ce moyeu 12 et cette jante 43. La couronne de démarreur 80 reposant sur la jante 43 et la cible PMH 40 matérialisent le diamètre extérieur du volant moteur 10. Or, sous l'effet de la force centrifuge lors de l'entraînement en rotation du volant moteur 10, le diamètre du volant moteur 10 se dilate radialement. II s'en suit que la couronne de démarreur 80 et la cible PMH 40 s'éloignent de la ligne d'arbre comprenant le vilebrequin 24 et l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses 56. La couronne de démarreur 80 est alors incorrectement positionnée par rapport au démarreur. En outre, les dents de la cible PMH 40 ne sont plus alignées par rapport au capteur PMH. Les ailettes 30 jouent alors leur rôle de nervures en empêchant la dilatation du diamètre extérieur du volant moteur 10 sous l'effet de la force centrifuge. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. 9 REVENDICATIONS 1. Système de transmission de couple d'un moteur à combustion interne comprenant un volant moteur (10) et un disque d'embrayage (59), le volant moteur (10) comprenant une première face (13) en vis-à-vis du disque d'embrayage (59) et une deuxième face (16), opposée à la première face (13), orientée du côté du moteur, caractérisé en ce que la deuxième face (16) du volant moteur (10) comprend des ailettes (30). 2. Système de transmission de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ailettes (30) recouvrent, uniformément, la totalité de la surface de la deuxième face (16) du volant moteur (10). 3. Système de transmission de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volant moteur (10) comprenant une jante (43), les ailettes (30) possèdent des crêtes (31) qui s'étendent toutes dans un plan défini par le contour latéral de la jante (43) orienté vers le moteur. 4. Système de transmission de couple selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les ailettes (30) suivent des portions d'hélice qui s'étendent entre le centre et le bord du volant moteur (10). 5. Système de transmission de couple selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les ailettes (30) s'étendent selon des rayons du volant moteur (10). 6. Système de transmission de couple selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les ailettes (30) s'étendent selon des cercles concentriques centrés sur le volant moteur (10). 7. Système de transmission selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les ailettes (30) s'élèvent perpendiculairement à la deuxième face (16) du volant moteur (10). 8. Système de transmission de couple selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les ailettes (30) forment avec la deuxième face (16) un angle aigu. 9. Système de transmission selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les ailettes (30) et le volant moteur (10) forment une seule pièce obtenue par fonderie. 10. Groupe moto-propulseur de véhicule automobile comprenant un tel 5 système de transmission selon l'une quelconque des revendications précédentes.