Brevet FR2956074A1 — publié le 20110812

DESCRIPTION L'invention concerne un train d'entraînement qui présente au moins une machine d'entraînement dotée d'un arbre moteur apte à être accouplé à au moins une roue motrice par l'intermédiaire d'une transmission qui est montée sur la machine d'entraînement et qui comporte une transmission à planétaires. L'invention concerne en outre un véhicule hybride doté d'une machine primaire d'entraînement et d'une machine secondaire d'entraînement dans un tel train d'entraînement. Le problème à la base de l'invention consiste à réduire les coûts et efforts de développement et/ou de fabrication d'un train d'entraînement 10 du type précité. Pour un train d'entraînement qui présente au moins une machine d'entraînement dotée d'un arbre moteur qui peut être accouplé à au moins une roue motrice par une transmission qui est montée sur la machine d'entraînement et qui comporte une transmission à planétaires, le problème 15 est résolu en ce que la transmission présente différentes positions de montage tournées par rapport à l'arbre moteur de la machine d'entraînement. La transmission est de préférence configurée comme transmission réductrice. Par réduction appropriée, on peut abaisser une vitesse de rotation d'entraînement relativement élevée de la machine d'entraînement 20 jusqu'à la vitesse de rotation souhaitée pour les roues. Le train d'entraînement est de préférence un train d'entraînement hybride doté d'un moteur à combustion interne et d'au moins une machine électrique et de préférence de deux machines électriques sur chacune desquelles une transmission est montée. La transmission selon l'invention permet de 25 manière simple d'utiliser de manière optimale l'espace disponible dans un véhicule automobile. Un exemple de réalisation préféré du train d'entraînement est caractérisé en ce que la transmission peut tourner d'une plage d'angles définie entre les différentes positions de montage. La plage angulaire 30 définie est de préférence de soixante degrés. Un autre exemple de réalisation préféré du train d'entraînement est caractérisé en ce que le train d'entraînement présente deux machines électriques sur lesquelles deux transmissions réalisées ou configurées à l'identique sont montées. Les arbres moteurs des machines électriques ont -2- des axes de rotation coaxiaux et s'étendent dans des sens opposés des machines électriques montées l'une contre l'autre. Les deux transmissions sont montées respectivement sur les extrémités non tournées l'une vers l'autre des machines électriques. Un autre exemple de réalisation préféré du train d'entraînement est caractérisé en ce que la transmission comporte un carter de transmission doté d'un couvercle intermédiaire tourné vers la machine d'entraînement et qui présente différentes positions de montage tournées par rapport au carter de transmission. Le couvercle intermédiaire peut tourner entre les différentes positions de montage d'une plage d'angles définie qui vaut de préférence trente degrés. Un autre exemple de réalisation préféré du train d'entraînement est caractérisé en ce que le couvercle intermédiaire présente plusieurs raccordements hydrauliques, en particulier des raccordements à haute pression, auxquels différentes fonctions sont associées selon la position de montage du couvercle intermédiaire et/ou de la transmission. Trois raccordements à haute pression sont de préférence prévus sur le couvercle intermédiaire, mais seuls deux sont utilisés. Le troisième raccordement à haute pression n'est de préférence pas utilisé et est donc fermé ou bouché. Un autre exemple de réalisation préféré du train d'entraînement est caractérisé en ce que la transmission présente plusieurs ouvertures d'évacuation auxquelles différentes fonctions sont associées selon la position de montage de la transmission. La transmission présente de préférence deux ouvertures d'évacuation. L'une des ouvertures d'évacuation est de préférence fermée par une vis d'évacuation. En cas de besoin, la vis d'évacuation peut être dévissée pour évacuer de l'huile de la transmission. Un détecteur et en particulier un détecteur de température peuvent être disposés dans l'autre ouverture d'évacuation. Un autre exemple de réalisation préféré du train d'entraînement est caractérisé en ce que la transmission comporte un espace de montage pour roues frontales prévu pour différentes paires de roues frontales. Les différentes paires de roues frontales permettent de manière simple de réaliser différents rapports de transmission. La taille de l'espace pour roues frontales est donc adaptée aux différentes paires de roues frontales. Un autre exemple de réalisation préféré du train d'entraînement est caractérisé en ce que la transmission comporte un accouplement à lamelles doté de lamelles intérieures et de lamelles extérieures qui -3- s'engagent par une denture extérieure dans une denture intérieure formée sur le carter de transmission. La denture intérieure formée directement sur le carter de transmission est de préférence érodée et durcie en surface. Un autre exemple de réalisation préféré du train d'entraînement est caractérisé en ce que les lamelles intérieures présentent une denture intérieure dans laquelle s'engage une denture extérieure formée sur une roue creuse de la transmission à planétaires. L'accouplement à lamelles est de préférence disposé radialement à l'extérieur et en superposition dans la direction axiale par rapport à la roue creuse de la transmission à planétaires. Les termes "axial" et "radial" concernent l'axe de rotation de l'arbre moteur de la machine électrique. "Axial" signifie dans la direction de l'axe de rotation de l'arbre moteur ou parallèle à ce dernier. "Radial" signifie transversal par rapport à l'axe de rotation de l'arbre moteur de la machine électrique. Par intégration des dentures dans la roue creuse de la transmission à planétaires et le carter de transmission, on réduit considérablement la taille de la transmission. L'invention concerne de préférence un véhicule hydride doté d'une machine primaire d'entraînement et d'une machine secondaire d'entraînement dans le train d'entraînement décrit ci-dessus. La machine primaire d'entraînement est de préférence un moteur à combustion interne. La machine secondaire d'entraînement comporte de préférence deux machines électriques montées l'une contre l'autre. La transmission décrite plus haut est montée sur chacune des machines électriques. D'autres avantages, caractéristiques et détails de l'invention ressortiront de la description qui suit dans laquelle différents exemples de réalisation sont décrits en détail en référence au dessin. Dans le dessin : la figure 1 représente en coupe longitudinale un train d'entraînement selon l'invention, la figure 2 représente en demi-coupe une partie agrandie de la 30 figure 1, avec une transmission à planétaires et un accouplement à frottement, la figure 3 représente une partie agrandie de la figure 2, la figure 4 représente une partie agrandie de la figure 1 au niveau d'un filet situé derrière une bride articulée, 35 la figure 5 représente une partie agrandie de la figure 1 avec une tôle porte-palier et -4- la figure 6 représente une partie agrandie de la figure 1 avec un raccordement d'évacuation d'air. Les figures 1 à 6 représentent différentes vues ou différentes parties un train d'entraînement selon l'invention. Le train d'entraînement est un train d'entraînement hybride d'un véhicule automobile qui présente un entraînement hybride, également appelé véhicule hybride. Le train d'entraînement hybride comprend un système 1 de machines électriques doté de deux machines électriques 2, 3 combinées dans un carter de machine commun 8. La plus grande partie de la machine électrique 2 a été découpée dans la figure 1. Les deux machines électriques 2, 3 sont réalisées de façon identiques et comportent chacune un rotor 5 portant un arbre moteur 6. A l'extrémité côté transmission, le carter de machine 8 est fermé par un couvercle de palier 7 dans lequel un palier fixe est prévu pour l'arbre moteur 6. Entre les deux machines électriques 2, 3, le carter de machine 8 présente une paroi de séparation 9 dans laquelle un palier libre est prévu pour l'arbre moteur 6. La paroi de séparation 9 constitue un axe ou un plan de symétrie pour la partie du train d'entraînement représenté dans la figure 1. Une transmission 10 est montée sur l'extrémité du carter de machine 8 située du côté transmission. La référence numérique 11 désigne une ligne de séparation entre la transmission 10 et le système 1 de machines électriques. A l'extrémité non représentée de la machine électrique 2 située du côté transmission est montée une autre transmission (non représentée) configurée de manière identique à la transmission 10. La transmission 10 sert à relier à entraînement une roue motrice du véhicule automobile à la machine électrique 3. Pour relier la roue motrice, une bride articulée 12 est placée sur la transmission 10 configurée sous la forme d'une transmission réductrice modulaire. La configuration selon l'invention de la transmission 10 permet de monter des transmissions identiques aussi bien à gauche, de la façon représentée, qu'à droite sur le système 1 de machines électriques. La transmission 10 comporte un carter de transmission 14 qui peut être monté à l'aide de tiges filetées 13, 17 et d'écrous 19, 23 en différentes positions sur le carter de machine 8. Selon un aspect essentiel de l'invention, en tout six tiges filetées 13, 17 sont disposées selon un motif de trous réguliers. Cela permet de tourner de manière simple la position de -5- montage de la transmission 10 par pas de soixante degrés par rapport à l'axe de rotation de l'arbre moteur 6 de l'ensemble 1 de machines électriques. Pour positionner la transmission 10, un diamètre de centrage est prévu sur un couvercle intermédiaire 15 de la transmission 10. Le couvercle intermédiaire 15, qui peut également être appelé couvercle de blocage, comprend pour le centrage un débord périphérique dans lequel le couvercle intermédiaire 15 s'engage par une découpe correspondante prévue sur le couvercle de palier 7 du carter de machine 8. Le couvercle intermédiaire 15 ferme le carter de transmission 14 en direction de l'ensemble 1 de machines électriques. La ligne de séparation 11 s'étend entre le couvercle de palier 7 de l'ensemble 1 de machines électriques et le couvercle intermédiaire 15 de la transmission 10. Sur le côté opposé, le carter de transmission 14 est fermé par un couvercle extérieur 16 traversé par la bride articulée 12. Dans un autre aspect de l'invention, le couvercle intermédiaire ou couvercle de blocage 15 est fixé par des filets placés selon un motif de trous approprié en pouvant tourner par pas de trente degrés sur le carter de transmission 14. Trois possibilités de raccordement à une haute pression sont prévues radialement à l'extérieur sur le couvercle intermédiaire 15, mais seules deux en sont utilisées. Le troisième raccordement est fermé. En faisant tourner le couvercle intermédiaire 15 par rapport au carter de transmission 14, on peut modifier de manière simple la position des raccordements à haute pression. En particulier, le couvercle intermédiaire 15 peut toujours être tourné par rapport au carter de transmission 14 pour qu'un raccordement soit situé dans le haut, de manière à permettre l'évacuation de l'air. Un autre raccordement est disposé de manière décalée de préférence de cent vingt degrés par rapport au premier raccordement. Un accouplement 40 à lamelles qui sera décrit plus en détail plus loin est actionné hydrauliquement par l'intermédiaire du deuxième raccordement et permet un fonctionnement de secours. La transmission 10 comprend une transmission 18 à planétaires et une transmission à roues frontales dotée d'une paire 20 de roues frontales. La paire 20 de roues frontales comprend une roue frontale intérieure 21 et une roue frontale extérieure 22. Dans un autre aspect de l'invention, la transmission à roues frontales a une structure modulaire et comprend -6- plusieurs paires de roues frontales dont les différents rapports de transmission permettent d'adapter la transmission 10 à différents besoins. L'espace de réception de la paire 20 de roues frontales est donc configuré dans le carter de transmission 14 de manière à pouvoir reprendre ou recevoir des roues frontales 21, 22 de différentes tailles. Ainsi, la transmission 10 peut être adaptée de manière simple par exemple à des circuits de course spéciaux. L'entraînement à roues frontales doté de la paire 20 de roues frontales peut être remplacé rapidement et simplement après démontage de la bride articulée 12 et du couvercle extérieur 16. Un tronçon 24 de l'arbre moteur 6 traverse le couvercle de palier 7 du système 1 de machines électriques et le couvercle intermédiaire 15 de la transmission 10. Une roue solaire 25 de l'entraînement 18 à planétaires est reliée à rotation solidaire au tronçon 24 d'arbre moteur par une denture d'enfichage 26. La roue solaire 25 s'engrène sur trois roues planétaires dont seule une roue planétaire 28 est visible dans la figure 1. La roue planétaire 28 est montée à rotation dans un porte-planétaire 32 à l'aide d'un goujon de palier 29. Dans la figure 2, on peut voir qu'un palier à aiguilles 30 est prévu pour le montage rotatif de la roue planétaire 28. Les roues à planétaires 28 s'engagent sur une roue creuse 34 qui dans ce but est dotée d'une denture intérieure 35 que l'on peut voir dans la figure 1. Dans la figure 2, on voit que dans un autre aspect de l'invention, la roue creuse 34 est dotée d'une denture extérieure 36 en plus de la denture intérieure 35. La denture extérieure 36 relie la roue creuse 34 à rotation solidaire à des lamelles intérieures 37 de l'accouplement 40 à lamelles. Les lamelles intérieures 37 engagent par frottement des lamelles extérieures 38 de l'accouplement 40 à lamelles. L'engagement par frottement des lamelles intérieures 37 sur les lamelles extérieures 38 est obtenu à l'aide d'un piston d'actionnement 39 qui est précontraint dans la direction axiale en direction des lamelles 37, 38 à l'aide de ressorts de compression 41 et en particulier de ressorts hélicoïdaux de compression. Pour permettre un fonctionnement de secours, l'engagement de frottement entre les lamelles 37, 38 peut être supprimé en appliquant un fluide hydraulique dans une chambre de poussée 42 en opposition à la force de précontrainte des ressorts de compression 41. Sur son côté non tourné vers les lamelles 37, 38, le piston d'actionnement 39 est doté de découpes qui reprennent ou reçoivent une -7- partie des ressorts de compression 41. Des découpes similaires qui reprennent une autre partie des ressorts de compression 41 sont prévues dans le couvercle intermédiaire ou couvercle de blocage 15. Le piston d'actionnement 39 est relié à rotation solidaire mais de manière mobile dans la direction axiale au couvercle intermédiaire 15 par des guides à rainures et languettes. Les guides à rainures et languettes forment en même temps des butées axiales pour le piston d'actionnement 39. Dans un autre aspect de l'invention, les lamelles intérieures 37 de l'accouplement 40 à lamelles sont placées directement sur la roue creuse 34 par une denture d'entraînement. Les lamelles intérieures 37 sont dotées d'une denture d'enfichage radialement intérieure. La denture extérieure 36 qui s'y engage de la roue creuse 34 est également appelée denture d'entraînement. Dans un autre aspect de l'invention, les lamelles extérieures 38 sont dotées d'une denture extérieure qui s'engage dans une denture intérieure 43 formée directement dans le carter de transmission 14. La denture intérieure 43 est érodée directement dans le carter de transmission 14 de préférence réalisé en aluminium, et sa surface est durcie. Dans un autre aspect de l'invention, la roue creuse 34 est montée à rotation à l'aide de deux paliers 44, 45 réalisés de préférence sous la forme de paliers à bague mince. Les deux paliers 44, 45 guident la roue creuse 34 des deux côtés. Le palier 44 est soutenu radialement à l'intérieur contre le carter de transmission 14. Le palier 45 est soutenu radialement à l'intérieur sur un porte-palier 46. Le porte-palier 46 est fixé sur le couvercle intermédiaire 15 à l'aide de vis 47. Du côté radialement extérieur, le piston d'actionnement 39 apte à coulisser axialement est guidé sur le porte-palier 46. Une extrémité du tourillon de palier 29 est reliée en correspondance géométrique au porte-planétaire 32 par un collet 48 réduit de moitié. L'autre extrémité du tourillon de palier 29 est maintenue sur le porte-planétaire 32 par une bague 49 de blocage axial. Grâce à la correspondance géométrique à une extrémité et à la bague 49 de blocage axial à l'autre extrémité, on forme de manière simple un blocage axial et rotatif combiné du tourillon de palier 29 sur le porte-planétaire 32. Le tourillon de palier 29 comprend par ailleurs un alésage 50 de passage d'huile qui permet de manière simple de lubrifier le palier 30 à aiguilles. -8- Dans la figure 1, on peut voir que la roue solaire 25 s'engrène par une denture extérieure 51 sur les roues planétaires 28 et est montée à rotation solidaire sur le porte-planétaire 32. Le porte-planétaire 32 est lui-même monté à rotation par des paliers 53, 54. Le palier libre 53 permet de monter une extrémité du porte-planétaire 32 dans le couvercle extérieur 16 de la transmission 10. Le palier fixe 54 monte le porte-planétaire 32 dans le carter de transmission 14. La roue frontale intérieure 21 est disposée entre les deux paliers 53 et 54 dans la direction axiale et est maintenue par une bague de blocage axial. La roue frontale extérieure 22 est montée à rotation à l'aide de deux autres paliers 55, 56. Le palier 55 monte la roue frontale extérieure 22 dans le couvercle extérieur 16 de la transmission 10. Le palier 56 monte la roue frontale extérieure 22 dans le carter de transmission 14. La bride articulée 12 est reliée à rotation solidaire à la roue frontale extérieure 22 par une denture d'enfichage 58. Pour sa lubrification et/ou son refroidissement, la transmission 10 est remplie d'huile de transmission. Dans un autre aspect de l'invention, une lamelle extérieure terminale 60 de l'accouplement 40 à lamelles est modifiée de telle sorte que de l'huile puisse la traverser radialement de l'intérieur à l'extérieur de la façon indiquée par une flèche 62 dans la figure 3. Le passage contrôlé de l'huile dans la direction radialement vers l'extérieur permet de réduire le niveau des pertes de l'accouplement 40 à lamelles à l'état ouvert. Pour permettre le passage de l'huile ou l'échappement de l'huile, des rainures radiales, ici cinq rainures, sont ménagées dans la lamelle terminale ou lamelle extérieure terminale 60. En plus des rainures radiales, un contour rotatif qui présente la forme d'une rainure de dégagement est ménagé radialement à l'extérieur sur la lamelle extérieure terminale 60. Cela permet de manière simple d'amener radialement vers l'extérieur de l'huile dans un biseau creux 64 formé dans le carter de transmission 14. L'huile qui s'échappe du biseau creux 64 pénètre dans l'espace de reprise de la paire 20 de roues frontales. Dans la figure 4, on peut voir que la bride articulée 12 est installée à l'aide d'une bague élastique 66 sur la roue frontale extérieure 22 de manière à pouvoir être séparée à répétition et sans être détruite. En exerçant une force de traction, on peut ainsi démonter la bride articulée 12 de manière simple. Par démontage de la bride articulée 12, l'écrou 19 -9- disposé derrière elle et la tige filetée 13 qui lui est associée sont accessibles pour des opérations de montage. Ainsi, l'installation selon l'invention de la bride articulée contribue à réaliser un motif de trous filetés réguliers et symétriques. Dans la figure 5, on voit que la transmission 10 comporte une première chambre 71 à huile dans laquelle les deux roues frontales 21, 22 sont disposées. Par conséquent, la première chambre 71 à huile est appelée à la fois chambre à huile de roue frontale ou espace de montage de roue frontale. Une deuxième chambre 72 à huile est associée à la transmission à planétaires. Lorsque la transmission 10 est en fonctionnement, il faut davantage d'huile dans la première chambre 71 à huile. Dans un autre aspect de l'invention, le passage, indiqué par la flèche 73, de la première chambre 71 à huile à la deuxième chambre 72 à huile est limité par une tôle porte-palier 74. La tôle porte-palier 74 est fixée sur le carter de transmission 14 à l'aide de vis 75 et est modifiée de manière à ce que le passage d'huile par le palier 44 soit nettement réduit. On maintient ouvert un petit interstice résiduel entre la tôle porte-palier 74 et la bague intérieure du palier 54 pour maintenir une lubrification suffisante même lorsque le passage d'huile est limité. De préférence deux ouvertures d'évacuation à filet intérieur sont prévues sur le carter de transmission 14. Lorsque la transmission 10 est montée, une vis d'évacuation est vissée dans l'ouverture d'évacuation située dans le bas pour fermer l'ouverture d'évacuation. De préférence une sonde de température est vissée dans l'ouverture d'évacuation située dans le haut. Au niveau de l'accouplement à lamelles 40, d'autres zones sont dotées d'une amenée contrôlée d'huile en vue de diminuer le niveau des pertes. Dans ce but, dans un autre aspect de l'invention, des dents distinctes de la denture intérieure 43 du carter de transmission 14 sont supprimées de manière délibérée et combinées avec des ouvertures axiales de passage. De plus, une rainure de dégagement permet de former un espace annulaire qui permet à l'huile de passer dans la direction périphérique en direction des ouvertures axiales de passage d'huile. L'amenée d'huile permet de refouler de manière contrôlée de l'huile de la deuxième chambre 72 à huile jusque dans la première chambre 71 à huile, également appelée chambre à huile de roue frontale. En particulier aux hautes vitesses de rotation, cela permet de réduire considérablement le niveau des pertes. - 10 - Lorsque la vitesse de rotation (régime) augmente, les lamelles intérieures 37 en rotation de l'accouplement 40 à lamelles garantissent que de l'huile soit refoulée radialement vers l'extérieur. Par de préférence cinq dentures de carter disposées à distance les unes des autres dans la denture intérieure 43, l'huile est d'abord refoulée dans l'espace annulaire avant d'être refoulée dans la première chambre 71 à huile par les ouvertures ou perforations axiales. Dans la figure 6, on peut voir une vis 81 avec laquelle le couvercle intermédiaire ou couvercle de blocage 15 est fixé sur le carter de transmission 14. Dans une zone calme située derrière le siège du palier 56, un raccordement 82 d'évacuation d'air est prévu sur le carter de transmission. Le raccordement 82 d'évacuation d'air communique avec un espace calmé 83 situé derrière le palier 56. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Train d'entraînement présentant au moins une machine d'entraînement (2, 3) dotée d'un arbre moteur (6) qui peut être accouplé à au moins une roue motrice par l'intermédiaire d'une transmission (10) qui est montée sur la machine d'entraînement (2, 3) et qui comporte une transmission (18) à planétaires, caractérisé en ce que la transmission (10) présente différentes positions de montage tournées par rapport à l'arbre moteur (6) de la machine d'entraînement (2, 3). 2. Train d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la transmission (10) peut être tournée d'une plage d'angles définie entre les différentes positions de montage. 3. Train d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le train d'entraînement comporte deux machines électriques (2, 3) sur lesquelles deux transmissions (10) configurées ou réalisées à l'identique sont montées. 4. Train d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la transmission (10) comporte un carter de transmission (14) doté d'un couvercle intermédiaire (15) tourné vers la machine d'entraînement (2, 3) et qui présente différentes positions de montage tournées par rapport au carter de transmission (14). 5. Train d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le couvercle intermédiaire (15) présente plusieurs raccordements hydrauliques auxquels différentes fonctions sont associées selon la position de montage du couvercle intermédiaire (15) et/ou de la transmission (10). 6. Train d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la transmission (10) présente plusieurs ouvertures d'évacuation auxquelles différentes fonctions sont associées selon la position de montage de la transmission (10). 7. Train d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la transmission (10) comporte un espace de montage pour roues frontales pour différentes paires (20) de roues frontales.- 12 - 8. Train d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la transmission (10) comporte un accouplement (40) à lamelles doté de lamelles intérieures (37) et de lamelles extérieures (38) qui s'engagent par une denture extérieure dans une denture intérieure (43) formée dans le carter de transmission (14). 9. Train d'entraînement selon la revendication 8, caractérisé en ce que les lamelles intérieures (37) présentent une denture intérieure (43) dans laquelle s'engage une denture extérieure (36) formée sur une roue creuse (34) de la transmission (18) à planétaires. 10. Véhicule hybride présentant une machine primaire d'entraînement et une machine secondaire d'entraînement dans un train d'entraînement selon l'une des revendications précédentes.