Brevet FR3004492A1 — publié le 20141017

La présente invention se rapporte à un groupe motopropulseur pour véhicules automobiles. Comme cela est généralement connu, un tel groupe est constitué d'un moteur à combustion interne auquel est associé un dispositif de variation de vitesse, comme une boîte de vitesse. Les moteurs concernés sont les moteurs à injection directe ou indirecte à allumage commandé ou à allumage par compression et comportant au moins un cylindre avec une chambre de combustion à l'intérieur de laquelle est placé un piston relié à un système bielle(s)-manivelle(s) et qui se déplace en un mouvement de translation alternative. Plus particulièrement, les moteurs visés par la présente invention sont les moteurs à double vilebrequin qui ont un cycle de fonctionnement qui permet d'augmenter la course du piston lors de la phase de détente de manière à récupérer une quantité plus importante d'énergie générée par la détente des gaz de combustion. Comme cela est mieux décrit dans le document FR 2 828 910, ce type de moteur, qui est illustré schématiquement à la figure 1, comprend un piston 10 animé d'un mouvement de translation alternative dans le cylindre 14 et qui est relié à deux vilebrequins 16a, 16b sensiblement parallèles animés d'un mouvement de rotation par un embiellage 18 à trois bielles. Cet embiellage comprend une bielle 20 reliée à l'axe de pivotement 22 du piston, une autre bielle 24 reliée à un maneton 26 du vilebrequin 16a et une dernière bielle 28 reliée à un maneton 30 de l'autre vilebrequin 16b, les extrémités libres de ces trois bielles s'articulant par un pivot 32 à un noeud de bielles 34. Les deux vilebrequins portent chacun une roue dentée 36a et 36b reliée entre elles par tout mécanisme connu (non représenté) permettant d'entraîner les vilebrequins dans un même sens de rotation ou dans un sens contraire avec des vitesses de rotation identiques ou différentes ainsi que de pouvoir réaliser un déphase angulaire d'un vilebrequin par rapport à l'autre. Dans le domaine des groupes motopropulseurs, la tendance est de plus en plus forte d'associer au moteur une boîte de vitesse, généralement robotisée, à double arbre d'entrée et en particulier celle avec un double embrayage, plus connu sous le sigle de DCT (Dual Clutch Transmission). Généralement, cette boîte comporte deux arbres moteurs primaires coaxiaux montés l'un dans l'autre et portant chacun un accouplement débrayable (ou embrayage) qui permet la liaison avec l'unique vilebrequin d'un moteur conventionnel. Chaque arbre primaire porte des roues dentées qui engrènent avec des roues dentées portées par un arbre récepteur secondaire en formant des rapports de vitesse entre l'arbre primaire et l'arbre secondaire. Les deux arbres secondaires sont reliés à l'arbre de sortie de boîte par tous moyens connus comme un train d'engrenage. Ainsi, un arbre primaire associé à un arbre secondaire est utilisé pour réaliser des rapports de vitesse pairs (2éme, 4éme, 6éme) et l'autre arbre primaire associé à un autre arbre secondaire est employé pour obtenir des rapports de vitesse impairs (1ére, 3éme, 5éme). Cette configuration de boîte bien que donnant satisfaction présente l'inconvénient d'être complexe et coûteuse avec la présence de deux arbres primaires, de deux arbres secondaires et d'un arbre de sortie de boîte. De plus, la mise en place de deux arbres coaxiaux l'un dans l'autre est source de pertes mécanique lors du fonctionnement de la boîte de vitesse. La présente invention vise à remédier aux inconvénients ci-dessus grâce à un agencement du groupe motopropulseur qui soit simple de conception et facilement adaptable à un moteur à double vilebrequin. A cet effet, l'invention concerne un groupe motopropulseur pour véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne avec un vilebrequin et une boîte de vitesse comportant deux arbres primaires reliés audit vilebrequin par des accouplements débrayables, lesdits arbres primaires portant des roues dentées engrenant avec des roues dentées portées par un arbre secondaire, caractérisé en ce que le moteur comprend un autre vilebrequin et en ce que chaque vilebrequin du moteur est relié à un arbre primaire de la boîte de vitesse au travers d'un accouplement débrayable. Les arbres primaires peuvent être placés parallèlement l'un à l'autre et à distance l'un de l'autre. L'arbre secondaire peut être placé entre les arbres primaires. Le groupe motopropulseur peut comprendre un dispositif de transformation 10 de mouvement entre au moins un des vilebrequins du moteur et au moins un des arbres primaires de la boîte de vitesse. Le groupe motopropulseur peut comprendre un dispositif de transformation de mouvement entre au moins un des vilebrequins du moteur et l'accouplement 15 débrayable reliant ce vilebrequin à l'arbre primaire. Le groupe motopropulseur peut comprendre un dispositif de transformation de mouvement entre au moins un des accouplements débrayables et l'arbre primaire relié à cet accouplement. 20 Le groupe motopropulseur peut comprendre un dispositif de transformation de mouvement pour obtenir l'inversion du sens de rotation du vilebrequin sur l'arbre primaire. 25 Le groupe motopropulseur peut comprendre un dispositif de transformation de mouvement pour obtenir l'augmentation de la vitesse de rotation du vilebrequin sur l'arbre primaire. Le groupe motopropulseur peut comprendre un dispositif de transformation 30 de mouvement pour obtenir la diminution de la vitesse de rotation du vilebrequin sur l'arbre primaire. Le groupe motopropulseur peut comprendre une machine électrique porté par l'un des arbres primaires. Les autres caractéristiques et avantages de l'invention vont apparaître maintenant à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et à laquelle sont annexées : - la figure 1 qui illustre un moteur à combustion interne à double vilebrequin et - la figure 2 qui illustre la boîte de vitesse à double embrayage adaptée au moteur de la figure 1. Sur la figure 2, la boîte de vitesse comprend un carter 38 logeant deux arbres primaires 40, 42 sensiblement parallèles entre eux et à distance l'un de l'autre ainsi qu'un arbre secondaire 44, placé entre les deux arbres primaires en étant parallèle à ces arbres. Sans sortir du cadre de l'invention, ces arbres, tout en étant parallèle entre eux, peuvent ne pas être coplanaire. L'arbre primaire 40 portent une série de roues dentées 46, 48, 50 qui engrènent avec des roues dentées 52, 54, 56 portées par l'arbre secondaire 44 et l'arbre primaire 42 portent des roues dentées 58, 60, 62 qui coopèrent avec des roues dentées 64, 66, 68 portées par l'arbre secondaire 44. Ainsi à titre d'exemple, les roues dentées de l'arbre primaire 40 associé à l'arbre secondaire 44 sont utilisées pour réaliser des rapports de vitesse impairs (1ère-roues dentées 50 et 56, 3ème-roues dentées 48 et 54, 5ème-roues dentées 46 et 52) et l'arbre primaire 42 associé à ce même arbre secondaire est employé pour obtenir des rapports de vitesse pairs (2ème-roues dentées 62 et 68, 4ème- roues dentées 60 et 66, hème-roues dentées 58 et 64). Comme mieux visible sur la figure 2, l'arbre secondaire débouche en dehors du carter par une extrémité 70 qui peut être reliée à tous moyens connus de transmission de mouvement, comme un différentiel relié à un essieu moteur du véhicule. Les arbres primaires 40, 42 débouchent également en dehors du carter 38 par leur extrémité respectivement 72, 74 en étant situés à un entraxe qui correspond sensiblement à celui des deux vilebrequins. Ces extrémités sont reliées chacune à un accouplement débrayable (ou embrayage) respectivement 76 et 78. L'accouplement 76 est relié au vilebrequin 16b du moteur de la figure 1 au travers d'un arbre d'entraînement 80 et l'accouplement 78 est relié à l'autre vilebrequin 16a par un autre arbre d'entraînement 82. Bien entendu et comme cela est largement connu pour les boîtes de vitesse à double embrayage, l'accouplement débrayable peut être de tous types, comme un embrayage multidisque dans l'huile. De même, le contrôle de cet embrayage peut se réaliser par tous les dispositifs à la portée de l'homme du métier, tel qu'un actuateur hydraulique ou électrique. Pour le passage des différents rapports de vitesse, cette boîte de vitesse peut utiliser tout système automatisé connu qui commande les différents sélecteurs permettant d'obtenir le rapport de vitesse souhaité. Ainsi, chaque vilebrequin est relié à un arbre primaire de la boîte de vitesse, avec le vilebrequin 16b relié à l'arbre primaire 40 au travers de l'accouplement 76 et le vilebrequin 16a relié par l'accouplement 78 à l'arbre primaire 42. Dans l'exemple illustré sur la figure 1, les vilebrequins 16a et 16b sont dits contrarotatifs, c'est-à-dire tournant en sens de rotation inverse R l'un par rapport à l'autre, et ont une vitesse de rotation différente l'un de l'autre. A titre d'exemple, le vilebrequin 16a tourne avec une vitesse de rotation de N/2 par rapport au vilebrequin 16b dont la vitesse de rotation vaut N. De ce fait, lors de l'association de la boîte de vitesse avec ce type de moteur, il est nécessaire de disposer, entre la boîte et les vilebrequins, un dispositif de transformation de mouvement 84 pour que les deux arbres primaires 40 et 42 tournent dans le même sens. De plus, dans le cas où l'adaptation des roues dentées de la boîte de vitesse ne puisse pas permette de compenser les différences de vitesses pour les deux arbres primaires à partir des vitesses différentes des vilebrequins, il peut être prévu que ce dispositif de transformation de mouvement puisse être également utilisé pour que les deux arbres primaires tournent à la même vitesse. Pour des raisons de simplification de la description qui va suivre, il est considéré que ce dispositif est également utilisé pour obtenir une même vitesse de rotation pour les arbres primaires. Avantageusement, il est prévu que ce dispositif de transformation 84 de mouvement soit placé entre les vilebrequins et les accouplements 76, 78. Ce dispositif permet d'obtenir une inversion du sens de rotation de l'un des vilebrequins vers l'arbre d'entraînement auquel il est lié et de manière avantageuse une augmentation ou une diminution de vitesse de rotation d'un vilebrequin vers l'arbre d'entraînement si l'adaptation des roues dentées de la boîte de vitesse ne puisse pas permette de compenser les différences de vitesses pour les deux arbres primaires. Plus précisément, un dispositif 84a peut être placé entre le vilebrequin 16a et l'accouplement 78. Ce dispositif permet d'obtenir un sens de rotation R1 de l'arbre d'entraînement 82 qui soit identique au sens de rotation R du vilebrequin 16b qui est également celui de l'arbre d'entraînement 80 relié directement à ce vilebrequin. Ce dispositif permet également d'avoir la même vitesse de rotation entre les deux arbres d'entraînement 80, 82 en transformant la vitesse N/2 du vilebrequin 16a pour l'augmenter jusqu'à obtenir une vitesse N sur l'arbre 82, vitesse qui est donc identique à celle de l'arbre 80. De manière alternative et similaire, un dispositif 84b peut être placé entre le vilebrequin 16b et l'accouplement 76. Ce dispositif permet d'obtenir un sens de rotation R2 de l'arbre d'entraînement 80 qui soit identique au sens de rotation R du vilebrequin 16a et en conséquence à l'arbre d'entraînement 82 relié directement à ce vilebrequin. Il permet également d'avoir la même vitesse de rotation entre les deux arbres d'entraînement en transformant la vitesse N du vilebrequin 16d pour la réduire jusqu'à obtenir une vitesse N/2 sur l'arbre 80 qui est identique à celle de l'arbre 82. Avantageusement, ce mécanisme de transformation de mouvement peut comporter un système d'engrenage relié au vilebrequin et à l'arbre d'entraînement pour réaliser l'augmentation/diminution de vitesse de rotation ainsi que le changement de sens de rotation. Par cela, le changement de vitesse de rotation et de sens de rotation de l'arbre d'entraînement est transmis à l'arbre primaire au travers de l'accouplement débrayable pour obtenir au final un même sens et une même vitesse de rotation entre les deux arbres primaires. Bien entendu et cela sans sortir du cadre de l'invention, il peut être prévu de placer un dispositif de transformation de mouvement entre un des vilebrequins et l'accouplement auquel il est relié pour obtenir une inversion du sens de rotation de l'arbre d'entraînement pour obtenir le même sens de rotation entre le deux arbres primaires et de mettre un autre dispositif de transformation de mouvement entre l'autre des vilebrequins et l'accouplement auquel il est relié pour réaliser une augmentation ou une diminution de la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement afin d'avoir la même vitesse de rotation pour les deux arbres primaires. Comme illustré en traits mixtes sur la figure 2, le dispositif de transformation de mouvement 84' peut être placé entre les accouplements 76, 78 et les extrémités des arbres pramaires40 et 42. Cette localisation du dispositif de transformation de mouvement permet d'obtenir les mêmes résultat que ceux décrits plus haut avec une augmentation ou une diminution de vitesse de rotation d'un vilebrequin vers l'arbre primaire ainsi qu'une inversion du sens de rotation de l'un des vilebrequins vers l'arbre primaire auquel il est lié au travers de l'accouplement associé. De manière avantageuse, l'un des arbres primaires peut porter une machine électrique 86. Comme mieux illustré sur la figure 2, l'arbre primaire 40 porte une machine électrique ayant une fonction de moteur électrique. Cette machine est placée sur l'extrémité libre 88 de cet arbre qui traverse préférentiellement la paroi du carter 38. Ainsi, ce moteur électrique sera utilisé pour alimenter différents organes du véhicule ou pour recharger les batteries lorsque l'embrayage 76 est opérationnel pour les vitesses à obtenir sur l'arbre secondaire 44. Ce moteur électrique peut être également utilisé, lorsque le véhicule est à l'arrêt avec le moteur thermique en action, pour recharger les batteries et cela en rendant opérationnel l'embrayage 76 et en laissant le passage de vitesse au point mort. REVENDICATIONS1) Groupe motopropulseur pour véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne avec un vilebrequin et une boîte de vitesse comportant deux arbres primaires reliés audit vilebrequin par des accouplements débrayables, lesdits arbres primaires portant des roues dentées engrenant avec des roues dentées portées par un arbre secondaire, caractérisé en ce que le moteur comprend un autre vilebrequin et en ce que chaque vilebrequin (16a, 16b) du moteur est relié à un arbre primaire (40, 42) de la boîte de vitesse au travers d'un accouplement débrayable (76, 78). 2) Groupe motopropulseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les arbres primaires (40, 42) sont placés parallèlement l'un à l'autre et à distance l'un de l'autre. 3) Groupe motopropulseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'arbre secondaire (44) est placé entre les arbres primaires (40, 42). 4) Groupe motopropulseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de transformation de mouvement (84, 84') entre au moins un des vilebrequins (16a, 16b) du moteur et au moins un des arbres primaires (40, 42) de la boîte de vitesse. 5) Groupe motopropulseur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de transformation de mouvement (84) entre au moins un des vilebrequins (16a, 16b) du moteur et l'accouplement débrayable (76, 78) reliant ce vilebrequin à l'arbre primaire (40, 42). 6) Groupe motopropulseur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de transformation de mouvement (84') entre au moins un des accouplements débrayables (76, 78) et l'arbre primaire (40, 42) relié à cet accouplement. 7) Groupe motopropulseur selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de transformation de mouvement (84, 84') pour obtenir l'inversion du sens de rotation du vilebrequin sur l'arbre primaire. 8) Groupe motopropulseur selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de transformation de mouvement (84, 84') pour obtenir l'augmentation de la vitesse de rotation du vilebrequin sur l'arbre primaire. 9) Groupe motopropulseur selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de transformation de mouvement (84) pour obtenir la diminution de la vitesse de rotation du vilebrequin sur l'arbre primaire. 10) Groupe motopropulseur selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une machine électrique (86) porté par l'un (40) des arbres primaires (40, 46).