Brevet FR3113625A1 — publié le 20220304

Groupe motopropulseur comprenant : - un moteur (1) comprenant un carter moteur (2), - une transmission (3) comprenant un carter de transmission (4), et un arbre de sortie (5) du groupe motopropulseur traversant ce carter de transmission (4), ce carter de transmission (4) comprenant un premier système de fixation (6) et étant solidarisé au carter moteur (2), le carter moteur (2) comprenant un palier relais (7) traversé par l’arbre de sortie (5) du groupe motopropulseur, ce palier relais (7) comprenant un deuxième système de fixation (8), ce groupe motopropulseur comprenant en outre une barre (9) dont une première extrémité est rigidement solidarisée au carter de transmission (4) par le premier système de fixation (6), et une deuxième extrémité, distale et opposée à la première extrémité, est rigidement solidarisée au palier relais (7) par le deuxième système de fixation (8). Figure 1. GROUPE MOTOPROPULSEUR COMPRENANT UN DISPOSITIF DE RIGIDIFICATION MECANIQUE. L’invention concerne de manière générale le domaine des véhicules automobiles, et plus particulièrement à chaîne de traction électrique. Plus particulièrement, l’invention se rapporte à un groupe motopropulseur électrique équipé d’un dispositif de rigidification mécanique, dans un véhicule à chaîne de traction électrique, comme un véhicule électrique ou un véhicule hybride. Dans un véhicule électrique avec un groupe motopropulseur électrique logé à l’avant de celui-ci, le groupe motopropulseur électrique est supporté au moins en partie par un berceau moteur. Le groupe motopropulseur électrique comprend essentiellement une machine électrique tournante et un réducteur de vitesse du quel sortent de chaque côté un arbre de transmission d’un couple à chaque roue motrice. Le berceau moteur assure également la liaison mécanique entre la caisse du véhicule et des pièces dites de liaison au sol telles que des éléments de suspension et de direction du véhicule. Le berceau moteur est conçu notamment pour supporter les efforts engendrés par le couple moteur lors de phases d'accélération ou de décélération du véhicule. Par ailleurs, dans un véhicule électrique, le groupe motopropulseur électrique comprenant la machine électrique tournante et le réducteur de vitesse est soumis à un phénomène dit de « bending » qui se caractérise par une flexion/torsion de celui-ci autour d’un ou plusieurs de ses axes, par exemple lors de la transmission du couple du moteur électrique au réducteur. Mais cette torsion / flexion excite des modes de vibration, par résonnance mécanique, modes qui dégradent les performances vibro-acoustiques du groupe motopropulseur électrique. On connait par exemple du document de brevet EP-A1-1070834 un groupe motopropulseur pour véhicule automobile comportant un moteur thermique et une transmission, qui comporte, au droit d'un plan de fixation d'un carter d'huile sous un bloc du moteur, deux équerres horizontales, opposées transversalement, comportant chacune une première branche avant longitudinale fixée rigidement au bloc moteur, et une deuxième branche arrière transversale fixée rigidement à la transmission pour rigidifier l'assemblage du moteur et de la transmission, ledit groupe motopropulseur comportant une entretoise qui est interposée verticalement entre le bloc moteur et le carter d'huile, et sur laquelle sont fixées rigidement les premières branches avant des deux équerres. Cette entretoise permet une rigidification en torsion du groupe motopropulseur mais oblige à une reconception complète des carters, notamment le carter du moteur qui doit pouvoir se séparer en deux parties pour intercaler cette entretoise. Cette solution est donc complexe, et pas adaptée par exemple à un moteur électrique. En outre l’entretoise est une pièce lourde et encombrante dont le but est d’éviter des cisaillements de fixations, et non pas simplement d’éviter un phénomène de résonnance comme précédemment décrit. Le but principal de l’invention est de proposer une solution alternative simple sans impacter les carters du moteur et de la transmission. Un but secondaire est de proposer une solution adaptée au juste nécessaire à la problématique de résonnance. Un deuxième but secondaire est de proposer une solution adaptée à un groupe motopropulseur comprenant un moteur plus petit qu’un moteur thermique, par exemple un moteur électrique. Un troisième but secondaire, est de proposer une solution peu encombrante. A cet effet, l’invention a pour objet groupe motopropulseur comprenant : - un moteur comprenant un carter moteur, - une transmission comprenant un carter de transmission, et un arbre de sortie du groupe motopropulseur traversant ce carter de transmission, ce carter de transmission comprenant un premier système de fixation et étant solidarisé au carter moteur, le carter moteur comprenant un palier relais traversé par l’arbre de sortie du groupe motopropulseur, ce palier relais comprenant un deuxième système de fixation, ce groupe motopropulseur comprenant en outre une barre dont une première extrémité est rigidement solidarisée au carter de transmission par le premier système de fixation, et une deuxième extrémité, distale et opposée à la première extrémité, est rigidement solidarisée au palier relais par le deuxième système de fixation. La barre a une fonction d’anti-torsion, étant rigidement solidarisée à chacune de ses extrémités aux carters de moteur et de transmission, et permet de rigidifier le groupe motopropulseur. En outre, la barre et les systèmes de de fixation peuvent facilement être disposés à l’extérieur d’un volume interne délimité par les carters, ces fixations se faisant sur des parties préexistantes des carters, et ainsi ne pas impacter le dimensionnement ou l’architecture des organes du moteur et de la transmission qui sont dans ce volume intérieur. C’est pourquoi cette solution permet de ne pas modifier les parties complexes des carters, à savoir leurs interfaces et la paroi contenant tous ces organes. Un autre avantage est que le dimensionnement de la barre est indépendant du dimensionnement des carters : ainsi pour un groupe motopropulseur donné, on pourra facilement adapter la barre au juste nécessaire à la problématique de résonnance. On comprendra par organes par exemple, dans tout le texte de ce document: - pour les moteurs : les rotors, stators, vilebrequins, pistons, arbres à cames, - pour les transmissions : les engrenages, synchronisateurs, arbres primaires ou secondaires, embrayages, leviers de commande, volant moteur. On comprendra par palier relais, dans tout le texte de ce document, un palier externe aux volumes internes, guidant un arbre de transmission du couple du moteur, cet arbre sortant du carter de la transmission. On comprendra par « arbre de sortie », dans tout le texte de ce document, un arbre dont une partie est extérieure à un volume interne défini par un carter ou un ensemble de carters selon le cas, cet arbre traversant la paroi du carter considéré. En l’espèce, l’arbre de sortie du groupe motopropulseur a donc une partie extérieure au volume interne défini par l’ensemble des carters du groupe motopropulseur à savoir le carter moteur et le carter de transmission, alors que l’arbre de sortie moteur a une partie extérieure au volume interne défini par le carter moteur. Selon un mode de réalisation de l’invention, la barre comprend une matière en acier. Selon une variante de réalisation de l’invention, la barre comprend une matière en aluminium. Selon une variante de réalisation de l’invention, la barre comprend une matière en résine chargée en fibres de carbone ou de verre. Selon un mode de réalisation de l’invention, la barre comprend une section circulaire. Selon un mode de réalisation de l’invention, la barre est longiforme et présente une fibre neutre parallèle à l’arbre de sortie du groupe motopropulseur. Ceci permet un encombrement très faible de la barre dans le groupe motopropulseur. Selon un mode de réalisation de l’invention, le moteur comprend un arbre de sortie moteur, l’arbre de sortie du groupe motopropulseur étant parallèle à l’arbre de sortie du moteur. Selon un mode de réalisation de l’invention, le moteur est un moteur électrique, et la transmission est un réducteur de vitesse. Selon un mode de réalisation de l’invention, le carter moteur comprend : - une face d’une première extrémité de carter, - une cloison formant une deuxième extrémité du carter distale et opposée à la première extrémité de carter, le carter de transmission étant solidarisé à la face de la première extrémité de carter, le palier relais étant solidarisé à la cloison. Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier système de fixation et le deuxième système de fixation comprennent des éléments de fixation parmi : - un trou lisse et une vis, la vis étant radiale au trou lisse et venant serrer la barre logée dans ce trou lisse en la bloquant en rotation par frottement, pénétration, ou par complémentarité de forme, - un trou cannelé dans lequel une extrémité de la barre cannelée est insérée, - une vis, et une chape solidarisée à une extrémité de la barre et percée d’un trou dans lequel la vis est logée, cette vis étant en prise dans l’un des carters du moteur ou de la transmission. L’invention a également pour objet un véhicule comprenant un groupe motopropulseur tel que précédemment décrit. Avantageusement ce véhicule est un véhicule à propulsion uniquement électrique. D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d’un mode particulier de réalisation, non limitatif de l’invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : représente une vue en trois dimensions d’un groupe motopropulseur selon l’invention représente une vue éclatée partielle du groupe motopropulseur. Il est à garder à l’esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l’invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En outre, dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées. Les références des éléments inchangés ou ayant la même fonction sont communes à toutes les figures, et les variantes de réalisation. La illustre un groupe motopropulseur comprenant : - un moteur 1 comprenant un carter moteur 2, - une transmission 3 comprenant un carter de transmission 4, et un arbre de sortie 5 du groupe motopropulseur traversant ce carter de transmission 4, ce carter de transmission 4 comprenant un premier système de fixation 6 et étant solidarisé au carter moteur 2, le carter moteur 2 comprenant un palier relais 7 traversé par l’arbre de sortie 5 du groupe motopropulseur, ce palier relais 7 comprenant un deuxième système de fixation 8, ce groupe motopropulseur comprenant en outre une barre 9 dont une première extrémité est rigidement solidarisée au carter de transmission 3 par le premier système de fixation 6, et une deuxième extrémité, distale et opposée à la première extrémité, est rigidement solidarisée au palier relais 7 par le deuxième système de fixation 8. On notera que l’arbre de sortie 5 du groupe motopropulseur est représenté uniquement pas son trait d’axe sur la figue 1. La barre 9 comprend une matière en acier. Avantageusement la barre est entièrement fabriquée en acier. Cet acier aura par exemple une raideur plus importante que celle des carter moteur et carter de transmission. En variante, ou en combinaison, la barre 9 comprend une matière en aluminium. Cet aluminium aura par exemple une raideur plus importante que celle des carter moteur et carter de transmission. En variante, ou en combinaison, la barre 9 comprend une matière en résine chargée en fibres de carbone ou de verre. Cette résine chargée aura par exemple une raideur plus importante que celle des carter moteur et carter de transmission La barre 9 comprend une section circulaire. Mais ce n’est pas obligatoire, et en fonction de la raideur en torsion voulue, et de l’espace disponible, toute autre forme de section, pleine ou creuse, est envisageable, comme par exemple une barre cylindrique pleine, ou tube cylindrique, rectangulaire, ou carrée. La barre 9 est longiforme et présente une fibre neutre parallèle à l’arbre de sortie du groupe motopropulseur, ce qui est en général l’arbre autour duquel la déformation en torsion des carters opère. le moteur 1 comprenant un arbre de sortie moteur (non représenté), et l’arbre de sortie 5 du groupe motopropulseur est parallèle à l’arbre de sortie du moteur. Le moteur 1 est par exemple un moteur électrique, et la transmission 3 est un réducteur de vitesse, à rapport de réduction fixe unique ou à plusieurs rapports de réduction discrets, ou encore à rapport de réduction variable. le carter moteur 2 comprend : - une face 11 d’une première extrémité de carter, - une cloison 10 formant une deuxième extrémité du carter distale et opposée à la première extrémité de carter, le carter de transmission 4 étant solidarisé à la face de la première extrémité de carter, le palier relais 7 étant solidarisé à la cloison 10. Cette cloison 10 ferme le volume interne du carter moteur, et pour un moteur électrique elle comprend en général le collecteur de courant alimentant un rotor du moteur, ainsi qu’une partie d’un circuit de refroidissement du moteur, et est une pièce rapportée. Pour un moteur à combustion thermique, cette cloison comprend en général un système de distribution pour des arbres à cames, le carter moteur étant alors généralement moulé en une pièce incluant cette cloison. On considérera la culasse, le bloc moteur, et le carter d’huile comme des carters moteur. La est un agrandissement de la sur les systèmes de fixation. Cette figure divulgue le premier système de fixation 6 et le deuxième système de fixation 8 comprenant des éléments de fixation parmi : - un trou lisse 12 et une vis 13, la vis 13 étant radiale au trou lisse 12 et venant serrer la barre 9 logée dans ce trou lisse 12 en la bloquant en rotation par frottement, pénétration, ou par complémentarité de forme 14, - un trou cannelé (non représenté) dans lequel une extrémité de la barre 9 cannelée est insérée, - une vis 13, et une chape 15 solidarisée à une extrémité de la barre 9 et percée d’un trou 16 dans lequel la vis 13 est logée, cette vis 13 étant en prise dans l’un des carters du moteur 1 ou de la transmission 3. La complémentarité de forme 14 est illustrée ici par un méplat réalisé sur une extrémité de la barre 9, la vis 13 venant en appui sur ce méplat et bloquant ainsi la barre 9 en rotation autour de son axe. On notera que la vis 13 est représentée uniquement par son trait d’axe sur la figue 2, et qu’exceptionnellement elle porte la même référence même s’il y en a plusieurs selon le choix du système de fixation considéré. Groupe motopropulseur comprenant : - un moteur (1) comprenant un carter moteur (2), - une transmission (3) comprenant un carter de transmission (4), et un arbre de sortie (5) du groupe motopropulseur traversant ce carter de transmission (4), ce carter de transmission (4) comprenant un premier système de fixation (6) et étant solidarisé au carter moteur (2), le carter moteur (2) comprenant un palier relais (7) traversé par l’arbre de sortie (5) du groupe motopropulseur, ce palier relais (7) comprenant un deuxième système de fixation (8), caractérisé en ce que ce groupe motopropulseur comprend en outre une barre (9) dont une première extrémité est rigidement solidarisée au carter de transmission (4) par le premier système de fixation (6), et une deuxième extrémité, distale et opposée à la première extrémité, est rigidement solidarisée au palier relais (7) par le deuxième système de fixation (8). Groupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que la barre (9) comprend une matière en acier. Groupe selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la barre (9) comprend une matière en aluminium. Groupe selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la barre (9) comprend une matière en résine chargée en fibres de carbone ou de verre. Groupe selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la barre (9) comprend une section circulaire. Groupe selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la barre (9) est longiforme et présente une fibre neutre parallèle à l’arbre de sortie (5) du groupe motopropulseur. Groupe selon l’une des revendications précédentes, le moteur (1) comprenant un arbre de sortie moteur, caractérisé en ce que l’arbre de sortie (5) du groupe motopropulseur est parallèle à l’arbre de sortie du moteur. Groupe selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur (1) est un moteur électrique, et la transmission (3) est un réducteur de vitesse. Groupe selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le carter moteur (2) comprend : - une face (11) d’une première extrémité de carter, - une cloison (10) formant une deuxième extrémité du carter distale et opposée à la première extrémité de carter, le carter de transmission (4) étant solidarisé à la face de la première extrémité de carter, le palier relais (7) étant solidarisé à la cloison (10). Groupe selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier système de fixation (6) et le deuxième système de fixation (8) comprennent des éléments de fixation parmi : - un trou lisse (12) et une vis (13) , la vis (13) étant radiale au trou lisse (12) et venant serrer la barre (9) logée dans ce trou lisse (12) en la bloquant en rotation par frottement, pénétration, ou par complémentarité de forme (14), - un trou cannelé dans lequel une extrémité de la barre (9) cannelée est insérée, - une vis (13), et une chape (15) solidarisée à une extrémité de la barre (9) et percée d’un trou (16) dans lequel la vis (13) est logée, cette vis (13) étant en prise dans l’un des carters du moteur (1) ou de la transmission (3).