Brevet FR2887946A1 — publié le 20070105

BOITE DE VITESSES COMPARTIMENTEE A DEFLECTREUR D'HUILE La présente invention concerne les boîtes de vitesses de véhicule automobile comprenant plusieurs arbres parallèles, munis chacun d'une pluralité de pignons. Elle porte sur une boîte de vitesses de véhicule automobile compartimentée, comprenant au moins un embrayage situé dans un carter d'embrayage et un mécanisme composé d'un ensemble d'arbres et de pignons de vitesses situés dans un carter de mécanisme. Cette invention s'applique notamment sur une boîte de vitesses de véhicule automobile à arbres parallèles munis d'une pluralité de pignons, comprenant deux arbres primaires concentriques reliés alternativement au moteur du véhicule par un premier et un deuxième embrayage, et deux arbres secondaires reliés aux roues du véhicule par un différentiel. Elle trouve ainsi une application privilégiée, mois non limitative, sur les boîtes de vitesses robotisées à arbres primaires concentriques, et à double embrayage d'entrée. Par la publication DE 198 21 164, on connaît une boîte de vitesses du type indiqué ci-dessus, dite à double embrayage , comportant de façon classique un carter en deux parties accouplées. Ces deux parties de carter, dites carter d'embrayage et carter de mécanisme , définissent en réalité seul volume, renfermant d'une part les deux embrayages, et d'autre part le mécanisme de commande interne de boîte, c'est-à-dire les pignons, les fourchettes, les synchroniseurs, et leurs organes de commande robotisée, dont un distributeur et une pompe, ainsi que des actionneurs hydrauliques de sélection et de passage des vitesses. Dans une telle architecture, le mécanisme (synchroniseurs et engrenages), et le système hydraulique de commande, reçoivent la même huile, en circulation à l'intérieur de l'ensemble des carters. Cette disposition pose des difficultés, car le fonctionnement optimal de la boîte suppose l'utilisation d'une huile relativement visqueuse pour les synchroniseurs et les engrenages, tandis que le système hydraulique de commande requiert une huile plus fluide. Ainsi, l'utilisation de la même huile pour la lubrification des mécanismes et pour le circuit hydraulique, risque de dégrader ce dernier, car l'huile est salie par la lubrification du mécanisme. Il est alors prudent de prévoir un filtre sous pression en sortie de la pompe, en plus du filtre d'entrée. Enfin, avec une huile trop fluide, il n'est pas possible de phosphater les pignons pour prévenir leur usure. Dans ces conditions, il est nécessaire de prévoir à l'origine une surlongueur sur les dentures de pignon, en prévision de cette usure. Pour traiter ce problème, il a déjà été proposé de faire chauffer l'huile de la boîte, lors du démarrage du véhicule. Cette mesure permet de réduire rapidement sa viscosité, de manière à faciliter la commande des actionneurs en début de roulage. Toutefois, elle suppose un pilotage suffisamment fin des moyens de chauffage de l'huile pour être satisfaisante, ou bien de ne pas laisser le véhicule avancer, tant que la température de l'huile n'est pas suffisante. La présente invention vise à assurer dans les meilleures conditions la lubrification des organes mécaniques d'une boite de vitesses, et le pilotage de ses embrayages et de ses actionneurs, tout en limitant le couple de traînée de l'embrayage. Dans ce but, elle propose que le carter de mécanisme de la boîte présente un compartiment qui communique avec le carter d'embrayage, et que le carter d'embrayage présente un déflecteur entourant l'embrayage dans sa 3 partie inférieure, de manière à limiter la hauteur d'huile, dans laquelle celui-ci est immergé. Le carter d'embrayage et le compartiment communiquant avec celui-ci peuvent alors renfermer une huile plus fluide que le troisième. De préférence, le déflecteur est une pièce fixée sur le carter d'embrayage, qui entoure l'embrayage dans sa partie inférieure. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celle-ci, en liaison avec les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 montre le compartimentage de la boîte, - la figure 2 est une coupe partielle ce celle-ci, et - la figure 3 illustre un mode de réalisation particulier du déflecteur. 5ur la figure 1, on a représenté de façon simplifiée, un mécanisme de boîte de vitesses qui n'a toutefois aucun caractère limitatif quant à l'application de l'invention. 5ur cette figure, on voit en coupe un carter d'embrayage 1 et un carter de mécanisme 2 d'une boîte de vitesses à arbres parallèles et à engrenages. Les carters 1, 2 présentent une face d'accouplement 5. Ils renferment respectivement un embrayage double 12a, 12b dans un premier compartiment 4 fermé, et un mécanisme de changement de vitesses 3 dans un 20 second compartiment fermé 7. Le mécanisme 3, du type à arbres parallèles munis d'une pluralité de pignons de vitesses, peut inclure par exemple les éléments suivants, non représentés: deux arbres primaires concentriques reliés alternativement au moteur du véhicule par un premier et un deuxième embrayage, et deux arbres secondaires reliés aux roues du véhicule par un différentiel. S'il s'agit d'une boîte de vitesses à arbres primaires concentriques, l'embrayage 12a, 12b du premier compartiment peut 4 peut correspondre, soit à deux embrayages, soit à un double embrayage multidisques humide. Le troisième compartiment 6 renferme des éléments de commande hydraulique des embrayages, dont une pompe (non représentée) et un distributeur hydraulique DH. Comme indiqué plus haut, l'invention trouve une application privilégiée sur une boîte de vitesses robotisée à double embrayage d'entrée dans laquelle les embrayages sont du type multidisques humides à bain d'huile . Dans une telle boîte, la commande des embrayages s'effectue avec un distributeur hydraulique et des actionneurs hydrauliques, comme dans une transmission automatique. L'huile de la commande hydraulique doit idéalement être une huile relativement fluide, du type utilisé dans les transmissions automatiques à train épicyclo daux et convertisseur hydrocinétique de couple, alors que la lubrification du mécanisme à engrenages est mieux assurée par une huile plus visqueuse, de boîte manuelle conventionnelle à engrenages. Grâce au compartimentage des carters proposé par l'invention, on peut utiliser des huiles différentes dans les compartiments 4, 6 d'une part, et 7 d'autre part. Ainsi, l'ensemble des éléments mécaniques, notamment les pignons et les synchroniseurs, peut être lubrifié par une huile plus visqueuse que celle du circuit de commande hydraulique. Les deux premiers compartiments 4, 6, qui sont en communication, renferment donc de préférence une huile plus fluide que le troisième. En se reportant à la figure 2, on distingue dans le carter d'embrayage (et de différentiel) 1, une t6le de fermeture 8 du côté opposé au carter des mécanismes, deux embrayages 12a, 12b, et un double moyeu d'alimentation 9, des embrayages, en huile sous pression. La figure 2 montre également un déflecteur d'huile 11 entourant le double embrayage 12a, 12b dans sa partie inférieure. Sa fonction est de réduire la hauteur d'huile, dans laquelle l'embrayage est immergé. Le déflecteur 11 est fixé sur le carter d'embrayage 1. Il réalise un compartimentage partiel du carter d'embrayage 1, de manière à établir des niveaux d'huile différents dans deux secteurs distincts 4a, 4b du compartiment 4, défini par le carter d'embrayage 1, sans cloisonner complètement celui-ci, En effet, il ne s'étend pas sur toute la hauteur du carter, et permet de maintenir un niveau d'huile beaucoup plus élevé dans le secteur 4a en communication directe avec le compartiment 6 de la pompe et du distributeur hydraulique, que dans le secteur 4b entourant l'embrayage 12a, 12b. Le déflecteur 11 entoure l'embrayage 12a, 12b dans sa partie inférieure au plus près, de manière à limiter le volume d'huile compris entre ces deux pièces. On cherche en effet à placer le déflecteur 11 au plus près de l'embrayage, pour réduire au minimum le volume d'huile entre ces deux éléments. Le déflecteur 11, dont la géométrie est illustrée par la figure 3, est fixé sur le couvercle de fermeture 8 du carter d'embrayage, opposé au carter de mécanisme: la liaison entre le déflecteur et le couvercle de fermeture est étanche. Le déflecteur II est pris en sandwich entre le carter d'embrayage 1 et le couvercle de fermeture 8, pour avoir une étanchéité parfaite. L'intérêt du déflecteur est le suivant. Etant donné que le compartiment 7 renfermant le mécanisme 3, est situé dans le haut de la boite, le compartiment 6, qui renferme les éléments de commande hydraulique est disposé dans le bas de celle-ci. Conformément à l'invention, les deux compartiments 4, 6 communiquent. Ainsi, en l'absence du déflecteur, l'huile contenue dans ces deux compartiments serait entièrement au même niveau. bans ces conditions, pour éviter tout risque de cavitation de la pompe dans certaines conditions de roulage, telles que des inclinaisons prononcées ou des brusques déséquilibres du véhicule, il faut maintenir un niveau d'huile élevé dans ce compartiment. Les embrayages tremperaient alors largement dans l'huile. Cette situation engendre une résistance des embrayages en rotation dans l'huile, appelée couple de traînée, qui pénalise le rendement de la boîte. En revanche, avec le déflecteur proposé par l'invention, on peut conserver un niveau d'huile très élevé dans un secteur du carter d'embrayage en communication directe avec le compartiment de la pompe hydraulique, tout en réduisant la hauteur d'immersion permanente des embrayages. En effet, en fonctionnement, l'embrayage restitue l'huile de graissage qui lui est fournie, et celle-ci tend à faire remonter le niveau dans le secteur 4b à droite du déflecteur où sont situés les embrayages. Par ailleurs, une certaine quantité d'huile pénètre derrière le déflecteur par projection à partir du secteur 4a du carter lors des mouvements brusques, ou en cas de forte inclinaison, du véhicule. Toutefois, le niveau d'huile derrière le déflecteur reste faible, car l'huile qui y est accumulée est éjectée vers l'autre partie du carter d'embrayage lorsque la vitesse de rotation des pièces tournantes de l'embrayage augmente. Au démarrage du moteur, notamment, l'huile accumulée derrière le déflecteur, est éjectée dès les premiers tours du moteur. En conclusion, le compartimentage du carter de mécanisme proposé par l'invention permet d'utiliser des huiles de viscosité différente pour le mécanisme de changement de vitesses proprement dit. Le compartimentage partiel du carter d'embrayage permet de réduire les couples de traînées d'embrayage liés à son immersion dans l'huile, en réduisant la hauteur d'huile dans son compartiment, tout en conservant une immersion suffisante pour un fonctionnement satisfaisant de la pompe hydraulique. REVENDICATIONS 1. Boîte de vitesses de véhicule automobile compartimentée, comprenant au moins un embrayage (12,a, 12b) situé dans un carter d'embrayage (1) et un mécanisme (3) composé d'un ensemble d'arbres et de pignons de vitesses situés dans un carter de mécanisme (2), caractérisée en ce que le carter de mécanisme (2) présente un compartiment (6) qui communique avec le carter d'embrayage (1) et en ce que le carter d'embrayage (1) présente un déflecteur (11) entourant l'embrayage (12a, 12b) dans sa partie inférieure, de manière à limiter la hauteur d'huile, dans laquelle celuici est immergé. 2. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que le déflecteur (11) est une pièce fixée sur le carter d'embrayage (1), qui entoure l'embrayage (12a, 12b) dans sa partie inférieure. 3. Boîte de vitesses selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le déflecteur (11) entoure au plus près l'embrayage (12a, 12b), de manière à limiter le volume d'huile compris entre ces deux pièces. 4. Boîte de vitesses selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que le déflecteur (11) est fixé sur un couvercle de fermeture (8) du carter d'embrayage (1), opposé au carter de mécanisme (2). 5. Boîte de vitesses selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la liaison entre le déflecteur (11) et le couvercle de fermeture (8) est étanche. 6. Boîte de vitesses selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deux compartiments (4, 6) du carter de mécanisme (2) renferment deux huiles de viscosité différente convenant respectivement pour la lubrification du mécanisme, et pour la commande d'embrayages humides. 7. Boîte de vitesses selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le compartiment (6) du carter de mécanisme (2) qui communique avec le carter d'embrayage (1) renferme des éléments de commande hydraulique d'embrayage, dont une pompe et un distributeur hydraulique 8. Boîte de vitesses selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que le carter d'embrayage (1) et le compartiment (6) en communication avec celui-ci, renferment une huile plus fluide que le compartiment (7) du carter de mécanisme (2). 9. Boîte de vitesses selon l'une des revendications précédentes, l0 caractérisée en ce que le carter d'embrayage renferme deux embrayages respectivement reliés à un premier et à un second arbre primaire du carter de mécanisme. Boîte de vitesses selon la revendication 9, caractérisée en ce que les deux arbres primaires sont concentriques.