Brevet FR3057324A1 — publié le 20180413

DOUBLE VOLANT MOTEUR COMPORTANT DES MEMBRANES ÉLASTIQUES FERMEES La présente invention concerne un double volant moteur prévu pour relier un moteur thermique à une transmission d'un véhicule automobile, afin de filtrer les oscillations de couple générées par ce moteur, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'un tel double volant moteur. Les combustions successives des moteurs thermiques génèrent une irrégularité cyclique du couple moteur, qui doit être filtrée pour réduire les excitations vibratoires de la transmission entraînée par ce moteur et de la caisse du véhicule, afin d'assurer les prestations acoustiques et vibratoires. En particulier les moteurs à trois cylindres se développant actuellement sur les véhicules automobiles, délivrent des excitations à une fréquence plus basse qui pose des nouveaux problèmes de filtration. Le système de filtration le plus utilisé comporte un volant simple rigide, présentant une forte inertie, et un disque d'embrayage comprenant un amortisseur à ressorts. Ce système de filtration filtre bien les vibrations aux fréquences moyennes, mais mal les vibrations aux fréquences basses, venant des moteurs délivrant un fort couple à des vitesses faibles, notamment les moteurs à trois cylindres. Un autre type de système de filtration connu à double volant, présenté notamment par le document EP-A1-2000700, comporte un premier volant fixé sur le vilebrequin comprenant dans une gorge annulaire périphérique deux ressorts disposés circonférentiellement, qui sont bloqués à chaque extrémité par deux appuis décalés axialement. Un deuxième volant porté par un palier axial, comporte un voile disposant de deux doigts radiaux insérés chacun entre les extrémités adjacentes des deux ressorts, qui passent entre les deux appuis du premier volant afin de comprimer ces ressorts alternativement dans un sens ou dans l'autre pour amortir les vibrations. 3057324 2 Un embrayage comprenant un disque qui peut comporter un système de filtration complémentaire à ressorts, est fixé sur le deuxième volant moteur. Ces systèmes de filtration à double volant filtrent bien les vibrations à 5 bas régime grâce au deuxième volant d'inertie relié au premier volant par des ressorts comprenant une grande course. Toutefois dans certains cas particuliers, notamment avec une rotation du moteur à très bas régime lors des démarrages, ou dans le cas d'un freinage d'urgence du véhicule, on peut obtenir un couple d'impact important 10 du deuxième volant sur le premier comprimant complètement les ressorts en mettant les spires jointives, et provoquant un impact de fin de course qui peut endommager le double volant moteur. Avec un couple d'impact qui peut aller de 1 000 à 10 000Nm, on constate en particulier des casses des ressorts ou des doigts radiaux du voile. 15 La présente invention a notamment pour but d'éviter ces problèmes de l'art antérieur. Elle propose à cet effet un double volant moteur prévu pour la filtration des oscillations de couple délivrées par un moteur thermique d'un véhicule automobile, comprenant un volant primaire prévu pour être relié au moteur 20 thermique, portant par un palier axial un volant secondaire prévu pour être relié à une transmission, ce double volant étant remarquable en ce qu'il comporte des membranes élastiques fermées contenant un fluide, formant des ressorts agissants circonférentiellement entre le volant primaire et le volant secondaire. 25 Un avantage de ce double volant moteur est que les membranes élastiques constituent des composants présentant un certain amortissement lors de leur déformation, ce qui limite les risques d'entrée en résonance du volant secondaire. Le double volant moteur selon l'invention peut de plus comporter une ou 30 plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. 3057324 3 En particulier, le volant secondaire peut comporter un voile comprenant sur son contour extérieur des doigts radiaux qui pénètrent dans une gorge annulaire du volant primaire. Selon un mode de réalisation, le double volant moteur comporte quatre 5 membranes élastiques. Avantageusement, le double volant moteur comporte un premier jeu de membranes élastiques agissant autour du point neutre du volant secondaire au repos, présentant une première raideur, et un deuxième jeu de membranes élastiques agissant après un écart angulaire défini de chaque 10 côté de ce point neutre, présentant une deuxième raideur plus élevée que la première raideur. En particulier, les écarts angulaires définis peuvent être inférieurs à 30°. En particulier, les écarts angulaires définis peuvent donner un couple de rappel sur le volant secondaire qui est inférieur à 20Nm. 15 Avantageusement, les membranes élastiques contiennent un fluide viscoélastique. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comportant un double volant moteur disposé entre un moteur thermique et une transmission, comprenant l'une quelconque des caractéristiques 20 précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels : 25 - la figure 1 est un schéma présentant en coupe transversale un double volant moteur selon l'invention ; - la figure 2 est un schéma en coupe axiale de ce double volant ; et - la figure 3 est un graphique présentant la raideur de ce double volant. Les figures 1 et 2 présentent un double volant moteur comportant un 30 volant primaire 2 prévu pour être fixé sur l'extrémité du vilebrequin d'un 3057324 4 moteur thermique, et du côté avant indiqué par la flèche « AV », un volant secondaire 4 porté par ce volant primaire par un palier axial 6. Le volant secondaire 4 reçoit sur sa face transversale avant 8 un mécanisme d'embrayage non représenté, prévu pour entraîner la 5 transmission d'un véhicule. Le volant primaire 2 comporte sur sa face avant une gorge annulaire de grand diamètre, fermée du côté avant par un rebord radial 14 proche du volant secondaire 4 descendant vers l'axe, puis se prolongeant axialement vers l'arrière. 10 Le volant secondaire 4 comporte du côté arrière un voile 10 réalisé dans une tôle découpée, présentant quatre bras radiaux 12 dépassant de son contour extérieur, qui sont insérés radialement dans la gorge annulaire du volant primaire 2. Chacun des quatre espaces entre deux bras radiaux 12 forme une 15 cavité recevant une membrane élastique fermée 16, 18 contenant un fluide, présentant une forme légèrement courbée pour suivre la courbure de la gorge du volant primaire 2. Pour chaque extrémité d'une membrane élastique 16, 18, le volant primaire 2 comporte dans sa gorge annulaire deux appuis espacés 20 axialement 20, qui constituent un blocage des extrémités des membranes. Les bras radiaux 12 passent entre les appuis espacés 20 du volant primaire 2, pour comprimer après une certaine course angulaire les membranes élastiques 16, 18 afin d'amortir les vibrations générées par le moteur thermique. 25 La figure 3 présente une courbe de raideur du double volant moteur, qui montre en fonction de l'écart angulaire A du volant primaire 2 par rapport au volant secondaire 4, le couple de rappel C de ce volant secondaire généré par les membranes élastiques. Les membranes élastiques fermées contenant un fluide constituent des 30 ressorts qui emmagasinent une énergie lors de leur compression provoquée par un décalage angulaire en retard du volant secondaire 4 par rapport au 305 732 4 5 volant primaire 2 venant d'un pic de couple moteur, formant un écart angulaire A positif, et la restitue lors de la baisse suivante de ce couple moteur avec un décalage dans l'autre sens du volant secondaire afin de donner un certain lissage du couple en sortie. 5 Chaque membrane élastique 16, 18 peut en particulier être remplie par un fluide viscoélastique, ajoutant à une certaine élasticité une viscosité qui réalise un amortissement. On a une première course du volant secondaire 4 positive jusqu'à l'angle Al et négative jusqu'à l'angle A2, où les doigts radiaux 12 de ce 10 volant secondaire compriment seulement un premier jeu de deux membranes élastiques longues 16 disposées en opposition, délivrant un petit couple de rappel donnant une faible raideur. Pour ces angles d'oscillation les doigts radiaux 12 n'atteignent pas le deuxième jeu de membranes 18 présentant une longueur plus courte. 15 Le premier jeu de membranes élastiques longues 16 délivrant un petit couple avec une raideur faible, donne pour des angles maximaux A1, A2 inférieurs à 30° un couple de rappel Cl, C2 inférieur à 20Nm. On obtient une très faible raideur qui permet d'éviter en particulier avec un moteur au ralenti et une transmission au point mort, ou un roulage avec 20 un très faible couple, une excitation de la transmission qui donnerait des bruits du type grenaille. La faible raideur est de l'ordre de 0,5Nm par degré. A partir d'un angle positif A1, qui peut être en particulier de 26°, et d'un angle négatif A2, qui peut être en particulier de 22°, le deuxième jeu de membranes élastiques courtes 18 est comprimé à son tour en délivrant un 25 fort couple avec une raideur importante. La forte raideur est de l'ordre de 15Nm par degré. La forte raideur permet de limiter la transmission de vibrations pour le moteur délivrant un couple important, qui seraient appliquées sur les roues du véhicule et transmises à la caisse en générant des bourdonnements de 30 cette caisse. 3057324 6 Le double volant moteur suivant l'invention s'applique en particulier pour des moteurs thermiques à trois cylindres, qui génèrent des oscillations de couple à basse fréquence pouvant entraîner plus facilement une mise en résonance du volant secondaire pour un double volant moteur de l'art 5 antérieur. REVENDICATIONS1 - Double volant moteur prévu pour la filtration des oscillations de couple délivrées par un moteur thermique d'un véhicule automobile, comprenant un volant primaire (2) prévu pour être relié au moteur thermique, portant par un palier axial (6) un volant secondaire prévu pour être relié à une transmission, caractérisé en ce qu'il comporte des membranes élastiques fermées (16, 18) contenant un fluide, formant des ressorts agissants circonférentiellement entre le volant primaire (2) et le volant secondaire (4). 2 - Double volant moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volant secondaire (4) comporte un voile (10) comprenant sur son contour extérieur des doigts radiaux (12) qui pénètrent dans une gorge annulaire du volant primaire (2). 3 - Double volant moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte quatre membranes élastiques (16, 18). 4 - Double volant moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un premier jeu de membranes élastiques (16) agissant autour du point neutre du volant secondaire (4) au repos, présentant une première raideur, et un deuxième jeu de membranes élastiques (18) agissant après un écart angulaire défini (A1, A2) de chaque côté de ce point neutre, présentant une deuxième raideur plus élevée que la première raideur. 5 - Double volant moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les écarts angulaires définis (A1, A2) sont inférieurs à 30°. 6 - Double volant moteur selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les écarts angulaires définis (A1, A2) donnent un couple de rappel sur le volant secondaire (4) qui est inférieur à 20Nm. 3057324 8 7 - Double volant moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les membranes élastiques (16, 18) contiennent un fluide viscoélastique. 8 - Véhicule automobile comportant un double volant moteur disposé 5 entre un moteur thermique et une transmission, caractérisé en ce que ce double volant moteur est selon l'une quelconque des revendications précédentes.