Brevet FR2999256A1 — publié le 20140613

POULIE DE VILEBREQUIN DECOUPLABLE POUR FAÇADE ACCESSOIRE [0001] La présente invention porte sur une poulie de vilebrequin découplable pour façade accessoire de moteur thermique, cette poulie étant destinée à entraîner la courroie principale de la façade accessoire la reliant à un alternateur, un alterno-démarreur ou une machine électrique entre autres accessoires. [0002] Plus particulièrement, la poulie de vilebrequin selon la présente invention comporte un embrayage piloté à actionneur fixe et trouve une application préférentielle mais non limitative dans un moteur thermique développé pour un véhicule automobile hybride, avantageusement du type semi-hybride autrement appelé sous la dénomination anglaise de mild-hybrid, ceci afin de réduire les pertes par frottement du moteur thermique. [0003] Un véhicule semi-hybride est un véhicule équipé d'un moteur thermique et d'un moteur électrique de faible puissance. Ce véhicule est aussi doté d'un système de récupération d'énergie cinétique, par exemple au freinage ou lors d'une descente, le moteur électrique fonctionnant alors en générateur. Cette énergie récupérée apporte un complément de puissance à bas régime ou lors d'une phase de forte accélération. [0004] Une architecture généralisée pour ce type d'hybridation consiste à remplacer l'alternateur ou l'alterno-démarreur par une machine de forte puissance, suffisamment puissante en tout cas pour récupérer tout ou une partie de l'énergie cinétique du véhicule lors de phases de décélération. [0005] Le dimensionnement du système d'entraînement des accessoires, dont la machine électrique fait partie, permet d'assurer d'autres situations de vie comme la recharge de la ou des batteries présentes dans le véhicule par le moteur thermique, l'assistance électrique en complément de puissance du moteur thermique et également le roulage électrique, la machine électrique entraînant alors le moteur thermique et transmettant la puissance aux roues via le système de transmission habituel. [0006] Comme montré à la figure 1, une façade accessoire classique d'un moteur thermique d'un véhicule automobile avantageusement semi-hybride est composée d'une courroie 1 accessoire dite courroie principale, d'une poulie de vilebrequin 2, d'une poulie 3 de machine électrique 3a ou alterno-démarreur et d'un système de mise en tension de la courroie 5, ici illustré par deux tendeurs mais pouvant revêtir d'autres formes. La courroie 1 principale relie la poulie de vilebrequin 2 à la poulie 3 de la machine électrique 3a. La façade accessoire du carter moteur porte aussi avantageusement une poulie de compresseur de climatisation 4 et une pompe à eau portant une poulie 6 dont l'entraînement est assuré par une courroie secondaire 7 dans un autre plan que celui de la courroie 1 principale, cette courroie secondaire 7 étant classiquement solidaire de la poulie de vilebrequin 2. [0007] De manière connue, sur un véhicule automobile à moteur thermique conventionnel, la poulie de vilebrequin 2 est solidaire mécaniquement de l'axe du vilebrequin. Pour un semi-hybride, les performances de la machine électrique 3a sont telles qu'elles permettent de récupérer beaucoup d'énergie pendant les phases de décélération et de récupération à tel point que l'utilisation de la machine électrique 3a en mode alternateur devient plus rare. [0008] Les couples et puissances à transmettre par la courroie 1 principale de la façade accessoire imposent des tensions de pose importantes pour assurer le fonctionnement hybride. Ces fortes tensions de pose induisent des efforts de traînée importants du moteur en créant des frottements. Ces frottements vont réduire l'efficacité du moteur thermique sur toute sa plage de fonctionnement et ceci quelle que soit la situation de vie. [0009] Il a donc été envisagé de stopper temporairement l'entraînement de la façade accessoire lorsque les réserves électriques sont suffisantes pour assurer la consommation électrique du véhicule. Ceci peut aussi être envisagé sur un véhicule automobile d'un autre type que semi-hybride mais les gains seraient plus limités, les situations de vie pour lesquelles l'arrêt de l'entraînement sur la façade accessoire est possible étant moins fréquentes. [0010] Une solution proposée par l'état de la technique consiste à utiliser un embrayage électromagnétique entre l'axe du vilebrequin et sa poulie. Les niveaux de couple à transmettre étant élevés, un tel dispositif nécessite cependant une alimentation électrique importante et donc engendre une surconsommation. [0011] En plus d'une consommation électrique importante pouvant remettre en question l'économie énergétique provenant du débrayage de la poulie de vilebrequin, les solutions électromagnétiques présentent le désavantage d'être très volumineuses et donc difficilement implantables dans un milieu contraint comme le sous-capot d'un véhicule automobile, notamment d'un véhicule hybride, plus particulièrement d'un semi-hybride. [0012] Par conséquent, le but de la présente invention est de pouvoir désaccoupler ou accoupler aisément la courroie principale de la façade accessoire du vilebrequin du moteur thermique. [0013] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention une poulie de vilebrequin destinée à entraîner la courroie (1) principale d'une façade accessoire d'un moteur ou être entraînée par la courroie principale (1) d'une façade accessoire d'un moteur, et qui est constituée d'une partie interne et d'une partie externe, un embrayage étant prévu entre les deux parties de la poulie, cet embrayage présentant un ensemble de commande de l'embrayage avec un piston d'embrayage dont la translation effectue la mise en fonction de l'embrayage et un actionneur en mouvement de rotation, des moyens de transformation du mouvement de rotation de l'actionneur en mouvement de translation du piston étant intercalés entre l'actionneur et le piston. [0014] L'effet technique est d'obtenir un embrayage piloté au moins partiellement incorporé dans la poulie de vilebrequin de façade accessoire. [0015] Avantageusement, l'actionneur présente un arbre de rotation conduisant un pignon moteur entraînant directement ou indirectement au moins un pignon réducteur, les moyens de transformation étant intercalés entre ledit au moins un pignon réducteur et le piston. [0016] Avantageusement, les moyens de transformation sont sous la forme d'un système de came ou sous la forme d'un rouleau se déplaçant sur une pente. [0017] Dans une forme de réalisation, l'actionneur se trouve à distance de la poulie, une chaîne ou une courroie reliant le pignon moteur de l'actionneur à au moins un pignon réducteur. [0018] Dans une autre forme de réalisation, ledit au moins un pignon réducteur est disposé libre en rotation sur un châssis réducteur, le châssis réducteur étant solidaire de l'actionneur, une couronne d'actionnement étant disposée dans la zone périphérique du châssis réducteur en étant en prise avec ledit au moins un pignon réducteur, les moyens de transformation étant disposés entre la couronne d'actionnement et le châssis réducteur. [0019] Avantageusement, quand les moyens de transformation sont sous la forme d'un système de came, le système comprend des éléments portés respectivement par la couronne d'actionnement et le châssis réducteur ou, quand les moyens de transformation sont sous la forme d'un rouleau et d'une pente, le rouleau est porté par le châssis réducteur ou la couronne d'actionnement et la pente est portée par la couronne d'actionnement ou le châssis. [0020] Avantageusement, l'actionneur se trouve vers l'extrémité la plus externe de la poulie dans sa zone centrale. [0021] L'invention concerne aussi une façade accessoire de moteur thermique de véhicule automobile, cette façade présentant une courroie principale reliant une poulie de vilebrequin à une poulie d'au moins un alternateur, un alterno-démarreur ou une machine électrique, caractérisée en ce qu'elle comprend une poulie de vilebrequin telle que ci-dessus décrite, la partie interne de la poulie étant solidaire du vilebrequin tandis que sa partie externe reçoit la courroie principale de la façade. [0022] L'invention concerne aussi un véhicule automobile présentant au moins un moteur thermique, caractérisé en ce que le moteur thermique présente une telle façade accessoire. [0023] Avantageusement, le véhicule est semi-hybride. [0024] D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'une vue en perspective d'une façade accessoire d'un moteur thermique selon l'état de la technique, - la figure 2 est une représentation schématique d'une vue en coupe d'un vilebrequin et de sa poulie, la poulie étant conforme à la présente invention, la poulie comprenant une partie externe et une partie interne avec incorporation d'un embrayage entre les deux parties, - la figure 3 est une représentation schématique en perspective d'un premier mode de réalisation de l'ensemble de commande de l'embrayage de la poulie selon la figure 2, cet ensemble comprenant par une couronne d'actionnement et un châssis réducteur, - la figure 4 est une représentation schématique en perspective d'un deuxième mode de réalisation de l'ensemble de commande de l'embrayage de la poulie selon la figure 2. [0025] La figure 1 a déjà été décrite dans la partie introductive de la présente demande de brevet. [0026] Comme précédemment mentionné, le but de la présente invention est de créer un embrayage piloté dans la poulie de vilebrequin de la façade accessoire. [0027] La figure 2 montre un vilebrequin 14 présentant à son extrémité tournée vers la façade accessoire une poulie. Conformément à la présente invention, cette poulie est en deux parties. La poulie de vilebrequin comprend une partie interne 13 reliée au vilebrequin 14 et une partie externe 12 sur laquelle la courroie de la façade accessoire s'enroule. Les deux parties interne 13 et externe 12 sont reliées l'une à l'autre par un embrayage 8. [0028] La poulie de vilebrequin selon la présente invention comprend aussi un ensemble de commande de l'embrayage composé d'un actionneur 9, par exemple un moteur électrique ou un moteur hydraulique. Cet actionneur 9 est avantageusement fixe par rapport au carter moteur. [0029] La poulie selon la présente invention comprend un ensemble de commande présentant notamment une couronne d'actionnement et un châssis 10 réducteur, couronne et châssis réducteur qui seront mieux décrits en regard de la figure 3. Le châssis 10 réducteur est fixe par rapport au carter du moteur, ceci permettant d'éliminer le problème de transfert de puissance entre une pièce fixe et une pièce tournante. [0030] L'actionneur 9 présente un arbre d'entraînement en rotation qui porte en entraînement un pignon moteur 17. Ce pignon moteur 17 engrène dans un ou des pignons réducteurs 16 portés par le châssis 10 réducteur en étant libres en rotation par rapport au châssis 10. Dans ce cas, l'entraînement des pignons réducteurs 16 par le pignon moteur 17 est qualifié de direct, mais cet entraînement peut aussi être indirect, un élément tel qu'une chaîne ou une courroie pouvant être intercalé entre les pignons moteur et réducteur, comme il sera vu à la figure 4. [0031] II est prévu des moyens de transformation du mouvement de rotation de l'arbre de l'actionneur 9 et de son pignon moteur transmis au(x) pignon(s) réducteur(s) 16 en mouvement de translation. Ce mouvement de translation va être transmis par la couronne de l'ensemble de commande à un piston 11 qui va serrer l'embrayage 8 et ainsi lier les deux parties 12, 13 de la poulie et donc la courroie principale de la façade accessoire au vilebrequin 14 du moteur thermique. [0032] L'embrayage 8 peut être de plusieurs types, par exemple sans que cela soit limitatif, embrayage sec, embrayage humide, cône de frottement, etc. Cet embrayage est donc commandé par l'actionneur 9 sous forme d'un moteur électrique ou hydraulique, qui est avantageusement fixé sur un support relié au carter moteur donc fixe. [0033] La figure 3 montre une forme de réalisation de l'ensemble de commande de l'embrayage d'une poulie de vilebrequin selon la présente invention. [0034] Comme précédemment mentionné, cet ensemble de commande comprend un châssis 10 réducteur qui est fixe par rapport au carter moteur, l'actionneur référencé 9 à la figure 2 étant aussi fixe car solidaire du châssis 10 réducteur. Le châssis 10 réducteur porte au moins un pignon réducteur 16, avantageusement trois pignons réducteurs 16 régulièrement répartis autour de la zone centrale du châssis 10 réducteur traversée par le pignon moteur 17 de l'actionneur référencé 9 à la figure 2. [0035] Le ou les pignons réducteurs 16, par exemple au nombre de trois, sont libres en rotation par rapport au châssis 10. Ce ou ces pignons réducteurs 16 sont entraînés par le pignon moteur 17, le ou chaque pignon réducteur 16 s'engrenant sur le pignon moteur 17. [0036] Le ou les pignons réducteurs 16 retransmettent ensuite le mouvement de rotation que le pignon moteur 17 leur a communiqué à une couronne 18 d'actionnement. La couronne 18 d'actionnement est disposée à la périphérie du châssis 10 réducteur. Conformément à l'invention, le mouvement de rotation communiqué aux pignons réducteurs 16 par le pignon moteur 17 et en conséquence à la couronne 18 d'actionnement est transformé en translation. [0037] Ceci est fait, dans le mode de réalisation non limitatif montré à la figure 3, par l'incorporation d'un système de came 15, composé d'une came et d'un suiveur de came, ce système de came 15 étant disposé entre l'interface du châssis 10 réducteur et de la couronne 18 d'actionnement. Ce système de came comprend des éléments portés respectivement par la couronne 18 et le châssis 10 et représente une des formes de réalisation des moyens de transformation du mouvement de rotation de l'actionneur et de son pignon moteur en un mouvement de translation du piston de commande de l'embrayage. [0038] Comme ayant été illustré à la figure 2, ce mouvement de translation pousse le piston 11 en position d'embrayage : la partie externe 13 de la poulie est alors accouplée avec sa partie interne 12 et l'ensemble de la poulie est mise en rotation. Il est ensuite procédé au découplage du mouvement de rotation de la poulie de l'ensemble de commande, par exemple par l'intermédiaire d'un roulement. [0039] En se référant aux figures 2 et 3, il convient de garder à l'esprit que le système de came entre le châssis 10 réducteur et la couronne 18 d'actionnement n'est pas la seule forme de réalisation pour les moyens de transformation du mouvement de rotation en mouvement de translation. L'utilisation de tout moyen permettant de transformer le mouvement de rotation de l'actionneur 9 en un mouvement de translation afin d'actionner en translation le piston 11 d'embrayage est aussi envisageable. [0040] Par exemple et de manière non limitative, on peut aussi utiliser un système du type roue libre pour lequel un rouleau est disposé entre le châssis réducteur et la couronne, ce rouleau se déplaçant sur une pente créant ainsi la transformation du mouvement de rotation en un mouvement de translation. Le rouleau peut être porté par le châssis réducteur ou la couronne d'actionnement et la pente peut être inversement portée par la couronne d'actionnement ou le châssis. [0041] Comme modification possible parmi d'autres, l'ensemble de commande, fixe par rapport au carter moteur, n'est pas forcément placé vers l'extrémité externe de la poulie en partie centrale de celle-ci, comme il a été montré à la figure 2. Il est possible de prévoir un ensemble de commande disposé au moins partiellement entre le carter moteur et la poulie, avantageusement décalé par rapport à la poulie. [0042] Ceci est montré à la figure 4. Cette figure reprend sensiblement la configuration du vilebrequin 14 et d'une poulie en deux parties 12, 13 avec un embrayage 8 disposé entre les deux parties 12, 13 et actionné par translation d'un piston 11. Dans ce mode de réalisation, l'actionneur 9 de l'ensemble de commande de l'embrayage est disposé à distance de la poulie. [0043] Le fonctionnement de l'ensemble de commande de l'embrayage est cependant sensiblement le même que celui montré à la figure 2, un moyen de transmission 19 du type chaîne ou courroie reliant le pignon moteur 17 de l'actionneur 9 à au moins un pignon 16 réducteur d'un élément jouant le rôle d'un châssis réducteur et associé à une couronne d'actionnement. Ce mode de réalisation permet de gagner en épaisseur totale de la poulie en la diminuant, ainsi que de pouvoir placer l'actionneur 9 directement sur le carter moteur ou un endroit qui est jugé approprié. [0044] Dans tous les modes de réalisation de l'invention, il est ainsi obtenu de ne pas augmenter démesurément les dimensions actuelles d'une poulie de vilebrequin, tout en permettant de piloter à volonté le débrayage ou non de la poulie de la courroie principale de la façade accessoire. [0045] Ce qui a précédemment été décrit s'applique avantageusement à un véhicule hybride, notamment un véhicule semi-hybride. Ceci n'est cependant pas limitatif et la présente invention s'applique sur n'importe quel véhicule automobile même non hybride, étant donné que dans certains cas de vie d'un tel véhicule, il est possible de récupérer les pertes de l'entraînement en façade accessoire en le débrayant. [0046] Par exemple, sur un véhicule muni d'un système d'arrêt et de redémarrage automatique ou STT, autrement appelé système « stop and start », avec une poulie de vilebrequin selon l'invention, il est possible de débrayer la façade accessoire afin de faire tourner uniquement la climatisation avec l'alternateur. [0047] Pour l'application préférentielle de la poulie de la présente invention, cette application concernant les véhicules automobiles hybrides et plus particulièrement semi- hybrides, lorsque le moteur est arrêté, il est possible, par exemple, de faire tourner la climatisation avec l'alternateur grâce à une telle poulie ou de ne plus recharger la batterie lorsque celle-ci est pleine ou bien quand elle est rechargée par le système hybride. [0048] L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'a titre d'exemples. REVENDICATIONS: 1. Poulie (2) de vilebrequin destinée à entraîner la courroie (1) principale d'une façade accessoire d'un moteur ou être entraînée par la courroie principale (1) d'une façade accessoire d'un moteur, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une partie interne (13) et d'une partie externe (12), un embrayage (8) étant prévu entre les deux parties (12, 13) de la poulie (2), cet embrayage (8) présentant un ensemble de commande de l'embrayage avec un piston (11) d'embrayage dont la translation effectue la mise en fonction de l'embrayage (8) et un actionneur (9) en mouvement de rotation, des moyens de transformation (15) du mouvement de rotation de l'actionneur (9) en mouvement de translation du piston (11) étant intercalés entre l'actionneur (9) et le piston (11). 2. Poulie (2) selon la revendication 1, dans laquelle l'actionneur (9) présente un arbre de rotation conduisant un pignon moteur (17) entraînant directement ou indirectement au moins un pignon réducteur (16), les moyens de transformation (15) étant intercalés entre ledit au moins un pignon réducteur (16) et le piston (11). 3. Poulie (2) selon la revendication 2, dans laquelle les moyens de transformation (15) sont sous la forme d'un système de came ou sous la forme d'un rouleau se déplaçant sur une pente. 4. Poulie (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, pour laquelle l'actionneur (9) se trouve à distance de la poulie (2), une chaîne (19) ou une courroie reliant le pignon moteur (17) de l'actionneur (9) à au moins un pignon réducteur (16). 5. Poulie (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle ledit au moins un pignon réducteur (16) est disposé libre en rotation sur un châssis (10) réducteur, le châssis (10) réducteur étant solidaire de l'actionneur (9), une couronne (18) d'actionnement étant disposée dans la zone périphérique du châssis (10) réducteur en étant en prise avec ledit au moins un pignon réducteur (16), les moyens de transformation (15) étant disposés entre la couronne (18) d'actionnement et le châssis (10) réducteur. 6. Poulie (2) selon la revendication 5 quand dépendante de la revendication 2, dans laquelle, quand les moyens de transformation (15) sont sous la forme d'un système de came (15), le système comprend des éléments portés respectivement par la couronne(18) d'actionnement et le châssis (10) réducteur ou, quand les moyens de transformation (15) sont sous la forme d'un rouleau et d'une pente, le rouleau est porté par le châssis (10) réducteur ou la couronne (18) d'actionnement et la pente est portée par la couronne (18) d'actionnement ou le châssis (10). 7. Poulie (2) selon l'une des revendications 5 ou 6, pour laquelle l'actionneur (9) se trouve vers l'extrémité la plus externe de la poulie (2) dans sa zone centrale. 8. Façade accessoire de moteur thermique de véhicule automobile, cette façade présentant une courroie (1) principale reliant une poulie (2) de vilebrequin à une poulie (3) d'au moins un alternateur (3a), un alterno-démarreur ou une machine électrique, caractérisée en ce qu'elle comprend une poulie (2) de vilebrequin selon l'une quelconque des revendications précédentes, la partie interne (13) de la poulie (2) étant solidaire du vilebrequin (14) tandis que sa partie externe (12) reçoit la courroie (1) principale de la façade. 9. Véhicule automobile présentant au moins un moteur thermique, caractérisé en ce que le carter de son moteur thermique présente une façade accessoire selon la revendication 8. 10. Véhicule automobile selon la revendication 9, lequel est un véhicule semi-hybride.