Brevet FR2907525A1 — publié le 20080425

DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT D'ACCESSOIRES PERMETTANT D'AMELIORER LA DURABILITE DE LA POULIE FILTRANTE La présente invention se rapporte à un dispositif d'entraînement d'accessoires par courroie comportant une poulie d'entraînement filtrante comprenant au moins un élément filtrant, et au moins une poulie d'accessoires permettant d'améliorer la durabilité de l'élément filtrant de la poulie. Pour entraîner des accessoires de moteur tels qu'un alternateur, un compresseur de climatisation ou une pompe à eau, on dispose une courroie sur la face accessoires pour leur transmettre une partie de la puissance du moteur prélevée sur une poulie d'entraînement d'accessoires fixée en bout d'arbre moteur. Pour protéger les accessoires entraînés par cette courroie, on cherche à amortir les vibrations de torsion de l'arbre moteur, et à filtrer les irrégularités cycliques de l'arbre moteur. Une première solution proposée dans l'art antérieur, consiste à utiliser des poulies d'entraînement d'accessoires filtrantes, comprenant plusieurs étages d'éléments filtrants. Néanmoins, cette solution atteint ses limites avec l'entraînement d'accessoires de plus en plus puissants, la diminution du régime de ralenti, et l'augmentation du couple à bas régime, qui augmentent les contraintes appliquées aux éléments filtrants et qui peuvent les faire rompre. Pour limiter les sollicitations vues par la poulie, la raideur des éléments filtrants doit être augmentée. Une augmentation de la raideur des éléments filtrants, provoque un déplacement de la fonction de transfert de la 2907525 -2 puissance du moteur aux accessoires vers les hauts régimes. Cependant, à partir d'une certaine valeur de raideur, les vibrations ne sont plus filtrées mais au contraire sont amplifiées pour certains régimes supérieurs au régime de ralenti. En cherchant à augmenter la durée de vie de la poulie d'entraînement filtrante de cette manière, on aboutit au contraire à une diminution de son efficacité et à une fragilisation de tous les éléments de la face accessoires. L'invention se propose d'augmenter la durée de vie de l'élément filtrant des poulies d'entraînement d'accessoires filtrantes, sans dégrader le comportement de la poulie. Dans ce but, on prévoit d'ajouter au dispositif d'entraînement une inertie additionnelle apte à compenser l'augmentation de raideur de l'élément filtrant. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention qui peuvent être prises séparément ou en combinaison l'inertie additionnelle est disposée sur une poulie d'accessoire et/ou sur un enrouleur permettant d'obtenir une augmentation globale de l'inertie sans ajouter d'éléments supplémentaires dans le parcours de la courroie, l'inertie additionnelle est disposée sur une roue folle, ce qui permet d'augmenter l'inertie sur une poulie qui ne prélève pas de couple au moteur, l'élément filtrant de la poulie d'entraînement filtrante présente une raideur non linéaire, ce qui permet d'éviter les battements de brin de la 2907525 -3- courroie lors des phases de démarrage et d'arrêt, l'inertie est répartie sur plusieurs poulies, permettant d'apporter des quantités importantes d'inertie au dispositif, et aussi de répartir les efforts dans le dispositif, - l'inertie est réalisée par un accroissement des dimensions des poulies, ce qui permet de conserver un matériau standard pour la réaliser, - l'inertie est réalisée par un accroissement de la densité du matériau constituant les poulies, permettant de conserver des dimensions de poulie réduite, ce qui est particulièrement avantageux avec la tendance à la réduction des dimensions des moteurs, - l'inertie additionnelle est disposée en fin de parcours de courroie, pour limiter l'influence des oscillations de vitesse introduites par l'augmentation de l'inertie. L'invention a également pour objet un moteur thermique à combustion interne comprenant un dispositif d'entraînement d'accessoires de moteur par courroie selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante du mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en liaison avec les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est un graphique représentant la transmissivité de la face accessoires en fonction du régime moteur pour deux valeurs de raideur de l'élément filtrant de la poulie d'entraînement d'accessoires ; 2907525 - 4 - la figure 2 est un graphique représentant la transmissivité de la face accessoires en fonction du régime moteur pour deux valeurs de raideur de l'élément filtrant de la poulie d'entraînement d'accessoires, et aussi pour deux valeurs d'inertie; - la figure 3 est une vue schématique d'un dispositif présentant une inertie additionnelle sur une poulie d'accessoires selon un premier mode de réalisation; - la figure 4 est une vue schématique d'un dispositif présentant une roue folle de forte inertie, disposée sur le passage de la courroie d'accessoires selon un deuxième mode de réalisation. Dans la description qui va suivre, il sera entendu que la poulie de l'élément X doit être interprétée comme la poulie fixée à l'extrémité d'un axe servant à l'entraînement de l'élément X. Le mot poulie folle ou roue folle est utilisé pour décrire une poulie ou une roue fixée sur le carter moteur et qui ne prélève pas de couple au moteur. La figure 1 est un graphique, représentant la transmissivité du dispositif d'entraînement d'accessoires de moteur par courroie en fonction du régime moteur, pour deux valeurs de raideur K1 et K2>K1 de l'élément filtrant de la poulie d'entraînement filtrante. Pour une raideur limite appelée K1, représenté à la courbe Cl, les valeurs de transmissivité à des régimes se trouvant au delà du ralenti, sont toutes inférieures à 1. Ce dispositif assure bien une filtration des vibrations sur la face accessoires. En revanche, lorsque l'on augmente la raideur à une valeur K2>K1, on voit, sur la courbe C2, que la fonction de transfert est translatée vers les hauts régimes, on obtient des valeurs de transmissivité supérieures à 1 pour des 2907525 -5- régimes supérieurs au régime de ralenti. Les vibrations sont amplifiées au lieu d'être atténuées. S'il s'avère nécessaire d'utiliser des raideurs supérieures à la valeur limite K1, il s'agit de compenser ce déplacement de la fonction de transfert en faisant varier un autre paramètre d'une manière qui tende à translater la fonction de transfert vers les bas régimes. Pour cela, on peut augmenter l'inertie des poulies de la face accessoires. La figure 2 est un graphique représentant la transmissivité du dispositif de la face accessoires en fonction du régime moteur pour plusieurs valeurs de raideur et d'inertie. Une première courbe C3 a pour paramètres une raideur K1 et une valeur d'inertie 11, une deuxième courbe C4 a pour paramètres une raideur K1 et une valeur d'inertie I2 avec I2>11, et une troisième courbe C5 a pour paramètres une raideur K2 avec K2>K1 et une valeur d'inertie I2. La courbe C3 de la figure 2, est la courbe limite, et est identique à la courbe Cl de la figure 1. La courbe C4 montre bien l'influence de l'augmentation de l'inertie qui translate la fonction de transfert vers les bas régime. La courbe C5 présente une courbe où l'on a augmenté la raideur de la poulie aussi bien que l'inertie du dispositif d'entraînement d'accessoires de manière à ramener toutes les valeurs de transmissivité au delà du régime de ralenti à des valeurs inférieures à 1. On peut ainsi s'assurer que les valeurs de transmissivité soient inférieures à 1 pour des régimes supérieurs au ralenti, tout en utilisant des valeurs de raideur élevées. Sur la figure 3, est représenté un dispositif d'entraînement d'accessoires de moteur par courroie permettant de filtrer et d'absorber les vibrations selon un 2907525 -6 premier mode de réalisation. Ce dispositif comprend une poulie d'entraînement filtrante 1, une poulie d'alternateur 2, une poulie de pompe à eau 3, une poulie de compresseur de climatisation 4, ainsi qu'une courroie 5, un tendeur de courroie 6 et un enrouleur 7. La poulie d'entraînement filtrante 1 comprend des éléments de filtration et d'atténuation des vibrations de l'arbre moteur sur lequel elle est fixée. Pour augmenter l'endurance de ces éléments filtrants non représentés, on en augmente la raideur K. Pour compenser le déplacement induit de la fonction de transfert, on introduit une inertie additionnelle la dans le passage de la courroie 5 de manière à ramener les valeurs de transmissivité sous une valeur de 1 comme à la figure 2. Selon ce premier mode de réalisation, on dispose cette inertie la au niveau d'une poulie 2, 3 ou 4 ou d'un enrouleur 7 présent dans le passage de courroie pour obtenir une forte valeur globale d'inertie I dans le dispositif. Pour augmenter l'inertie la des poulies ou de l'enrouleur, on peut utiliser toute méthode connue de l'homme du métier, notamment une augmentation de la masse de la poulie (par augmentation de la densité du matériau ou par augmentation des dimensions de la poulie). Pour réaliser cette augmentation dans des proportions élevées, afin de compenser une valeur de raideur K élevée dans une face accessoires de dimensions réduites, il est possible de répartir l'inertie I que l'on désire ajouter dans le dispositif, sur plusieurs poulies ou enrouleurs. Selon ce premier mode de réalisation, on peut ajouter une inertie additionnelle la sans ajouter d'éléments de parcours sur la face accessoire. Ceci se révèle particulièrement avantageux lorsque les dimensions de celle-ci sont réduites. 2907525 -7 Sur la figure 4, est représenté un dispositif d'entraînement d'accessoires de moteur par courroie permettant de filtrer et d'absorber les vibrations selon un deuxième mode de réalisation. Ce dispositif comprend une poulie d'entraînement filtrante 1, une poulie d'alternateur 2, une poulie de pompe à eau 3, une poulie de compresseur de climatisation 4, ainsi qu'une courroie 5, un tendeur de courroie 6, et un enrouleur 7. Ce dispositif comprend aussi une poulie folle 8 insérée spécialement dans le parcours de courroie pour supporter une inertie additionnelle et qui ne prélève pas de couple. La poulie d'entraînement filtrante 1 comprend des éléments de filtration et d'atténuation des vibrations de l'arbre moteur sur lequel elle est fixée. Pour augmenter l'endurance de ces éléments filtrants non représentés, on en augmente la raideur K. Pour compenser le déplacement induit de la fonction de transfert, on introduit une inertie additionnelle la dans le passage de la courroie 5 de manière à ramener les valeurs de transmissivité sous une valeur de 1 comme à la figure 2. Selon l'invention, on dispose cette inertie la au niveau de la poulie folle 8. L'ajout de l'inertie la au niveau de cette poulie folle 8, permet d'obtenir une forte valeur globale d'inertie I. Pour augmenter l'inertie la de la poulie 8, on peut utiliser toute méthode connue de l'homme du métier, notamment une augmentation de la masse de la poulie 8 (par augmentation de la densité du matériau ou par augmentation des dimensions de la poulie). Pour réaliser cette augmentation dans des proportions élevées, afin de compenser une valeur de raideur K élevée dans une face accessoires de dimensions 2907525 -8 réduites, il est possible de répartir l'inertie la que l'on désire ajouter dans le dispositif, sur plusieurs poulies folles 8. Que ce soit dans le premier ou le deuxième mode de réalisation, l'inertie additionnelle la peut être positionnée à divers emplacements du dispositif d'entraînement, le positionnement de celle-ci n'affectant que faiblement son effet. En revanche, ce positionnement permet d'optimiser les sollicitations sur la courroie 5 et sur les poulies du parcours de la face accessoires. On préférera, à ce titre, disposer l'inertie additionnelle la en fin de parcours de la courroie 5, ce qui selon le mode de réalisation représenté revient à préférer placer l'inertie sur la poulie de compresseur de climatisation 4 sur la figure 3. En effet, on évite ainsi la propagation des oscillations de vitesse dans le parcours de courroie, oscillations de vitesse qui sont induites par l'augmentation de l'inertie. Selon un mode de réalisation de l'invention non représenté, on utilise un élément filtrant présentant une raideur non linéaire dans la poulie d'entraînement filtrante. Cette non linéarité permet de lutter contre les battements de brins de courroie lors de phase de démarrage et d'arrêts. L'élément filtrant présente alors une valeur de raideur plus importante autour d'un régime de démarrage et une raideur moindre, pour des régimes plus élevés. REVENDICATIONS 1) Dispositif d'entraînement d'accessoires de moteur par courroie (5) comportant une poulie d'entraînement filtrante (1) munie d'au moins un élément filtrant de raideur (K), au moins une poulie d'accessoire (2, 3, 4) caractérisé en ce que le dispositif présente une inertie additionnelle (Ia) apte à compenser la raideur (K) de l'élément filtrant. 2) Dispositif d'entraînement d'accessoires de moteur par courroie (5) selon la revendication 1 caractérisé en ce que la masse d'inertie additionnelle (Ia) est disposée sur une poulie d'accessoire (2, 3, 4). 3) Dispositif d'entraînement d'accessoires de moteur par courroie (5) selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la masse d'inertie additionnelle (Ia) est disposée sur un enrouleur (7). 4) Dispositif d'entraînement d'accessoires de moteur par courroie (5) selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il comprend une roue folle (8) entraînée par la courroie (5), la roue folle (8) présentant une masse d'inertie additionnelle (Ia) apte à compenser la raideur (K) de l'élément filtrant. 5) Dispositif d'entraînement d'accessoires de moteur par courroie (5) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'élément filtrant de la poulie d'entraînement filtrante (1) présente une raideur (K) non linéaire. 6) Dispositif d'entraînement d'accessoires de moteur par courroie (5) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'inertie additionnelle (Ia) est répartie 2907525 - 10 - sur des roues folles (8), ou des poulies d'accessoires (2, 3, 4) ou sur l'enrouleur (7). 7) Dispositif d'entraînement d'accessoires de moteur par courroie (5) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'inertie additionnelle (Ia) est réalisée par un accroissement des dimensions de la roue folle (8), ou d'une poulie d'accessoire (2, 3, 4) ou de l'enrouleur (7). 8) Dispositif d'entraînement d'accessoires de moteur par courroie (5) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'inertie additionnelle (Ia) est obtenue par un accroissement de la densité du matériau constituant la roue folle (8), ou une poulie d'accessoire (2, 3, 4) ou l'enrouleur (7). 9) Dispositif d'entraînement d'accessoires de moteur par courroie (5) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la poulie (2, 3, 4, 8) qui présente l'inertie additionnelle (Ia) est disposé en fin de parcours de courroie (5). 10) Moteur thermique à combustion interne caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'entraînement d'accessoires de moteur par courroie (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes.