Brevet FR3151536A1 — publié le 20250131

Le moteur Oméga Astron Aerospace (marque déposée) possède la particularité d'avoir deux rotors tubulaires tournant à la même vitesse mais en sens inverse. L'espace vide de chacun de ces rotors autorise l'adaptation dans l'un d’eux d'une transmission à train épicycloïdaux et dans l'autre un boîtier différentiel. L'intégration de ces 2 organes au sein même du moteur est l'objet de l’invention. L'encombrement et le poids du groupe propulseur s'en trouvent notamment réduits et par conséquent la quantité de métal utilisé ainsi que le prix de revient de l'ensemble le sont également. INTEGRATION D’UNE TRANSMISSION ET D’UN DIFFERENTIEL DANS UN MOTEUR A ROTORS TUBULAIRES CREUX L'invention concerne l’intégration d'une transmission à trains épicycloïdaux 1 et d'un boîtier différentiel 2 sur un moteur Oméga Astron Aérospace (marque déposée) . Le moteur Oméga (marque déposée) possède la particularité d'avoir deux rotors tubulaires 3 et 4 d'axes parallèles tournant en sens inverse à la même vitesse grâce à deux pignons 10 liés en rotation avec les rotors 3 et 4. Ces pignons possèdent le même nombre de dents, ce qui assure la synchronisation des 2 rotors. La conception est très simple, les rotors tubulaires 3 et 4, les pistons annulaires 5 et 6 et le distributeur rotatif 7 respectivement liés en rotation entre eux et guidés par des roulements 15 sont animés par un mouvement rigoureusement concentrique. Ceci permet d'atteindre des vitesses de rotation extrêmement élevées de l'ordre de 20000 tours/mn car il n'y a aucun problème d'équilibrage, donc on obtient une puissance spécifique importante pour un faible poids. Les rotors tubulaires 3 et 4 étant creux, on utilise l'espace vide de l'un d'entre eux pour y loger une boîte de vitesse 1 à trains épicycloïdaux et embrayages multi disques qui reçoit son mouvement via un embrayage par le rotor concerné. Le guidage en rotation de la boîte de vitesses est assuré par les roulements 16. Le passage des vitesses se commande grâce à une tige cylindrique creuse 13 percée de trous radiaux sur sa longueur afin de distribuer une pression hydraulique vers chacun des embrayages correspondant au rapport de boîte recherché. Cette tige cylindrique 13 se situe dans l'axe du rotor concerné et partant de la boîte de vitesses. Elle est libre en rotation et en translation par rapport à la boîte de vitesses. La translation commande le choix des rapports de boîte. L'option d'une boîte de vitesses automatique est tout à fait compatible avec cette disposition. L'espace creux de l'autre rotor tubulaire est utilisé pour y loger un boîtier de différentiel 2. Ce boîtier de différentiel est totalement libre en rotation par rapport au rotor tubulaire concerné. Son enveloppe 14 est guidée à chacune de ses extrémités par 2 roulements coaxiaux 17. Le boîtier de différentiel 2 est donc lui aussi coaxial au rotor tubulaire qui le reçoit. Il est entraîné via le pignon de sortie de boîte de vitesses 8 par la couronne du boîtier de différentiel 9. La vitesse de rotation élevée du moteur Oméga (marque déposée) nécessite une grande démultiplication entre les pignons 8 et 9Pour y parvenir, leur transmission passe par un couple de pignons intermédiaires 11 guidés par deux roulements 18. Le moteur Oméga (marque déposée) peut être constitué d'une ou deux unités, ou plus, mais toujours autour des mêmes rotors tubulaires 3 et 4 dont la longueur aura augmenté. Dans ce second cas, on préférera un boîtier de différentiel dont les axes des pignons satellites et planétaires sont parallèles entre eux (type Quaife (marque déposée)) plutôt que conique car il autorise une largeur plus importante pour un diamètre plus faible comparé à des pignons coniques. Cet ensemble moteur boîte pont est lubrifié par la même huile qui sert également de fluide de refroidissement grâce à un échangeur dimensionné en conséquence. FONCTIONNEMENT : Lors de la mise en route du moteur, la boîte de vitesses à trains épicycloïdaux 1 est au point mort. La tige creuse des commandes de vitesses 13 sélectionne le 1er rapport. L'huile hydraulique sous pression verrouille l'embrayage multi-disques concerné. Le nombre de rapports de la boîte de vitesses peut varier de 3 à 6. Plus de rapports ne seraient pas justifiés en raison de l'importante plage d'utilisation de ce type de moteur. La sélection des rapports suivants s'effectue par simple translation de la tige de commande creuse 13 qui distribue l'huile sous pression vers les embrayages concernés grâce aux orifices aménagés sur sa longueur. Le pignon de sortie 8 de la boîte de vitesses 1 transmet son mouvement de rotation à la couronne du boîtier de différentiel 9 via un renvoi de pignons intermédiaires 11 rendu nécessaire par la vitesse de rotation élevée du moteur Oméga (marque déposée) . Ce dispositif permet d'obtenir ainsi une démultiplication importante. Ces pignons sont guidés par deux roulements 18. Le boîtier de différentiel 2 est donc situé dans l'autre rotor tubulaire. Sa vitesse de rotation est totalement indépendante de celle du rotor tubulaire dans lequel il est logé. (D'ailleurs, dans cette configuration, il tourne même en sens inverse, ceci ne pose aucun problème). Pour cela il est logé dans une enveloppe 17 et guidé en rotation à chacune de ses extrémités par deux roulements coaxiaux 17. Comme dans tout différentiel, il y a à chaque extrémité un planétaire droit et un gauche qui reçoivent les arbres de transmission aux roues respectives. En raison de l'architecture du rotor tubulaire, il sera préférable d'utiliser un boîtier de différentiel dont les axes des planétaires sont parallèles aux axes des satellites (type Quaife (marque déposée)). Cette disposition autorise une largeur plus importante pour un diamètre plus faible comparé à des pignons coniques dans un différentiel classique, surtout si on utilise un moteur qui comporte plusieurs unités. D'autre part, cette disposition permet d'adapter facilement un différentiel autobloquant à moindres frais. L'huile de lubrification du moteur, de la transmission et du boîtier du différentiel, qui est la même, assure également le refroidissement de tout ce groupe propulseur via un échangeur thermique et cette huile sert aussi de fluide hydraulique pour la commande des embrayages multi-disques de la boîte de vitesses. Concernant les véhicules à quatre roues motrices, en raison du faible encombrement et du faible poids du groupe propulseur, on aura intérêt à mettre un groupe pour le train AV, un pour le train AR, synchroniser les régimes moteur et le passage des vitesses. On s'affranchira ainsi de la boîte de transfert et des arbres de transmission. On obtiendra ainsi un véhicule beaucoup plus léger, plus agile et beaucoup moins cher. AVANTAGES : A puissances comparables, en raison des vitesses de rotation élevées, l’allègement du groupe motopropulseur face à un groupe thermique conventionnel avoisinera entre 400 % et 500% (pour 100 cv environ 35 Kg contre 150 Kg). Pour un véhicule électrique, si on tient compte du poids des batteries, la différence est encore plus importante. Cet allègement notoire implique un emploi moindre de matières premières (principalement aciers et aluminium) et par voie de conséquence des temps d'usinage beaucoup plus rapides. Le prix de revient d'un groupe motopropulseur est beaucoup plus faible que celui d'un groupe thermique conventionnel (divisé par 3 ou 4 fois). Cette différence est encore plus marquée avec un véhicule électrique. L'architecture du véhicule (châssis, trains roulants, pneumatiques, suspensions) bénéficiera de ce gain de poids, ce qui entraînera des économies substantielles lors de sa construction et de son entretien. La consommation de carburant (essence, gazole, gaz ou hydrogène) s'en trouvera notoirement réduite. L'empreinte CO2, qui comprend les émissions de CO2 à la construction, lors de l'utilisation du véhicule et au recyclage de celui-ci sera par voie de fait beaucoup plus faible comparée à un groupe thermique conventionnel et encore bien moindre que celle d'un véhicule électrique dont l'énergie consommée provient d'une centrale à charbons. Le gain de place généré par le faible encombrement du groupe motopropulseur bénéficiera au volume de l'habitacle et du coffre du véhicule. Dans le cas des véhicules à quatre roues motrices, on aura intérêt à utiliser un groupe motopropulseur pour le train AV, pour le train AR, et synchroniser leur régime et le passage de vitesses. On s'affranchira ainsi de la boîte de transfert et des transmissions. Moteur comprenant deux rotors tubulaires synchronisés 3 et 4 d’axes parallèles tournant en sens inverse à la même vitesse grâce à deux pignons 10 possédant le même nombre de dents, chacun des pignons 10 étant lié en rotation avec les rotors tubulaires synchronisés 3 et 4 caractérisé en ce qu’une boîte de vitesses 1 à trains épicycloïdaux et à embrayages multidisques est logé à l’intérieur de l’espace creux du rotor tubulaire 3 et qu’un boîtier de différentiel 2 est logé à l’intérieur de l’espace creux du rotor tubulaire 4. Moteur selon la revendication n°1 caractérisé en ce que la boîte de vitesses 1 à trains épicycloïdaux et à embrayages multidisques est guidée à chacune de ses extrémités par des roulements 16 et possède un pignon de sortie 8. Moteur selon la revendication n° 1 caractérisé en ce que l’enveloppe 14 du boîtier de différentiel 2 est totalement libre en rotation par rapport au rotor tubulaire synchronisé 4 grâce à deux roulement coaxiaux 17 à chacune de ses extrémités et possède en sortie une couronne de différentiel 9. Moteur selon les revendications n° 2 et 3 caractérisé en ce que le pignon de sortie 8 de la boîte de vitesses 1 entraine la couronne de différentiel 9 via un couple de pignons intermédiaires 11 guidés par deux roulements 18. Moteur selon la revendication n° 2 caractérisé en ce qu’une tige cylindrique creuse 13 libre en rotation et en translation et percée de trous radiaux sur sa longueur est située dans l’axe du rotor tubulaire synchronisé 3 en partant de la boîte de vitesses 1, la tige cylindrique creuse 13 permettant par sa translation de distribuer une pression hydraulique vers chacun des embrayages correspondant au rapport de boîte recherché.