Brevet FR3159827A1 — publié le 20250905

Réducteur de vitesse de machine électrique de traction de véhicule automobile, comprenant des engrenages portés par un arbre primaire lié à la machine électrique (6) et un arbre secondaire qu’il entraîne (10), un réceptacle supérieur (20) recevant un fluide de lubrification par projection lors de la rotation des engrenages, et comprenant une pompe (48) prélevant ce fluide dans un réservoir (46) pour assurer un refroidissement de la machine électrique (4), ce réducteur comportant un passage (28) de descente du fluide du réceptacle (20) vers le réservoir (46) qui est séparé du volume contenant les engrenages. Figure 1 REDUCTEUR DE VITESSE DE MACHINE ELECTRIQUE DE TRACTION DE VEHICULE AVEC POMPE DE FLUIDE DE LUBRIFICATION La présente invention concerne un réducteur de vitesse de machine électrique de traction de véhicule automobile, comprenant un circuit de fluide de lubrification et de refroidissement équipé d’une pompe, ainsi qu’un véhicule automobile disposant d’un tel réducteur de vitesse. Un type de réducteur de vitesse connu pour une machine électrique de traction de véhicule automobile, présenté notamment par le document WO-A1-2020157004, comporte dans un carter de transmission un premier pignon fixé en bout de la machine qui entraîne un arbre secondaire en formant une première réduction de vitesse, cet arbre secondaire entraînant avec une seconde réduction la couronne d’un différentiel transmettant le mouvement aux deux roues motrices du véhicule. Les pignons des deux réductions de vitesse sont disposés suivant deux plans transversaux parallèles. La couronne du différentiel venant dans la position la plus basse du carter, entraîne avec sa denture lors de sa rotation un fluide de lubrification, notamment une huile, pour la remonter et la projeter vers un pignon de l’arbre secondaire qui la projette ensuite à son tour dans un réceptacle supérieur disposé en haut du carter. On obtient ainsi par un effet de pompage avec les engrenages en rotation une remontée d’huile du fond du carter vers le réceptacle supérieur, qui la distribue ensuite au travers de sorties par gravité en différents endroits pour les lubrifier et les refroidir. En particulier les engrenages et les roulements doivent recevoir un débit permanent pour assurer une lubrification et évacuer les calories générées par des frottements. Le réceptacle supérieur d’huile comporte une paroi transversale disposée entre les deux plans parallèles des engrenages des deux réductions pour limiter des perturbations de la circulation de l’huile par les pignons de ces deux plans tournant en sens inverse, et pour réduire des brassages trop importants du fluide qui freinent la rotation des éléments avec des pertes de rendement. Par ailleurs un type de machine électrique connu, présenté notamment par le document EP-A1-4270733, comporte dans l’arbre du rotor et dans le stator des perçages axiaux recevant huile de lubrification du réducteur, afin d’améliorer le refroidissement au plus près de leurs éléments actifs dégageant des calories pour optimiser la puissance et le rendement de la machine, et pour réduire sa masse et son encombrement. Dans ce cas on dispose dans le carter du réducteur une pompe à huile prélevant le fluide dans un réservoir inférieur disposé en bas de ce carter qui reçoit l’huile redescendant par gravité, venant en particulier du réceptacle supérieur après sa distribution à des points particuliers. Toutefois dans certaines conditions de fonctionnement du véhicule, dépendant en particulier de la vitesse de rotation de la machine, de la température du fluide, et d’autres paramètres comme les mouvements du véhicule, on peut obtenir un brassage de l’huile par les différents composants en rotation dans le réducteur qui empêche une descente suffisamment rapide du fluide dans le réservoir inférieur. On a alors un risque temporaire de niveau insuffisant de fluide dans le réservoir, et de défaut d’alimentation de la pompe donnant une interruption du débit vers les éléments à refroidir et à lubrifier. On peut obtenir pour la machine des pertes de performances, ou même des défaillances d’éléments continuant à développer une puissance de traction du véhicule alors qu’ils ne sont plus dans les conditions optimales de refroidissement ou de lubrification. La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur. Elle propose à cet effet un réducteur de vitesse de machine électrique de traction de véhicule automobile, comprenant des engrenages portés par un arbre primaire lié à la machine électrique et par un arbre secondaire qu’il entraîne, un réceptacle supérieur recevant un fluide de lubrification par projection lors de la rotation des engrenages, et comprenant une pompe prélevant ce fluide dans un réservoir pour assurer un refroidissement de la machine électrique, ce réducteur étant caractérisé en ce qu’il comporte un passage de descente du fluide du réceptacle vers le réservoir qui est séparé du volume contenant les engrenages. Un avantage de ce réducteur de vitesse est qu’en réalisant de manière simple une descente du fluide protégée partant du réceptacle supérieur, qui est séparée du volume des engrenages afin de rejoindre le réservoir, on évite une interférence avec les flux projetés par les pignons en rotation de ces engrenages, et on permet un écoulement rapide et continu du fluide vers le réservoir inférieur qui est protégé de leurs mouvements. On évite ainsi un risque de descente insuffisamment rapide donnant un niveau de fluide trop bas dans le réservoir avec des perturbations du débit délivré par la pompe qui ne serait plus alimentée, notamment pour des conditions particulières de conduite comprenant des vitesses de rotation de la machine ou des accélérations latérales du véhicule qui modifient les déplacements du fluide. Le réducteur de vitesse selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le passage de fluide est séparé du volume des engrenages par une paroi disposée dans un plan transversal aux axes des arbres primaire et secondaire. De plus, avantageusement les roulements des extrémités des arbres sont dans le passage qui récupère le fluide de lubrification de ces roulements. Avantageusement, la paroi comporte des rebords axiaux formés sur les côtés du passage, qui viennent près d’une face intérieure du carter disposée en face de cette paroi. Dans ce cas, la paroi peut comporter des rebords axiaux intermédiaires formés entre les rebords de côté, qui guident le flux de fluide. Avantageusement, la paroi avec ses rebords de côté contourne les arbres primaire et secondaire. Avantageusement, la paroi est formée d’une même pièce avec le réceptacle supérieur. Avantageusement, le réceptacle supérieur et le passage séparé sont formés par un moulage en matière plastique. L’invention a aussi pour objet un véhicule automobile électrique équipé d’un réducteur de vitesse comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, remarquable en ce que la machine électrique comporte des canaux intérieurs de circulation du fluide venant de la pompe pour son refroidissement. 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, en référence aux dessins annexés dans lesquels : FIG. 1 est une vue en perspective d’un réducteur de vitesse selon l’invention avec son passage de descente du fluide et son réceptacle supérieur, présenté sans le carter avant et le différentiel ; FIG. 2 est une vue de côté de ce réducteur ; FIG. 3 est une vue de face de ce réducteur sans son carter avant ; et FIG. 4 est une vue d’un passage de descente du fluide avec son réceptacle supérieur selon une variante. Les figures 1, 2, 3 et 4 présentent un groupe motopropulseur de véhicule électrique comprenant un carter principal 2 contenant une machine électrique 4 disposée suivant un axe principal, qui entraîne un réducteur de vitesse fixé à l’extrémité d’une direction axiale avant AV. Un arbre primaire 6 entraîné directement par la machine électrique 4, comporte successivement en partant de cette machine un pignon menant 40 qui engrène avec un pignon mené 42 fixé sur un arbre secondaire 10 pour former la première réduction, puis un premier roulement d’extrémité 8. L’arbre secondaire 10 comporte successivement en partant de la machine électrique 4 un deuxième pignon menant 44 qui engrène avec la couronne d’un différentiel non représenté pour former la deuxième réduction, le pignon mené 42, puis un deuxième roulement d’extrémité 12. Le réducteur comporte en avant de la face avant transversale d’étanchéité 14 du carter principal 2, deux plans d’engrenages parallèles comprenant d’abord la deuxième réduction puis la première réduction. Un carter avant 32 comprenant une face arrière en appui sur la face d’étanchéité du carter principal 14, comporte une face intérieure transversale 34 recevant les roulements d’extrémité avant 8, 12 des arbres 6, 10. Les arbres primaires 6 et secondaire 8 sont superposés, l’axe du différentiel étant décalé sur le côté du groupe motopropulseur pour entraîner les roues motrices du véhicule par des arbres qui passent sur le côté de la machine électrique 4. Le réducteur comporte un réservoir inférieur 46 d’un fluide de lubrification et de refroidissement, une huile en particulier, qui alimente une pompe 48 distribuant le fluide vers des canaux intérieurs de refroidissement de la machine électrique 4, et vers différents points particuliers de lubrification des arbres en rotation du réducteur. La rotation des engrenages du réducteur génère de plus un brassage d’huile pulvérisée sur les faces du carter, qui retombe en partie dans un réceptacle supérieur 20 disposé au-dessus du pignon menant 40 de l’arbre primaire 6. Le réceptacle supérieur 20 comporte deux pentes entourées par des rebords 24, distribuant huile reçue sur deux côtés, la plus grande pente 22 se terminant par un point d’écoulement inférieur 26 alimentant un passage sensiblement vertical 28. Une paroi 30 disposée sous le réceptacle supérieur 20, dans un plan transversal aux axes des arbres 6, 10, est positionnée axialement entre les engrenages 40, 42, 44 et les roulements 8, 12 d’extrémité de ces arbres. Le passage vertical 28 est délimité entre la paroi 30, des rebords axiaux de côté du passage 36 fixés sur cette paroi, tournés vers l’avant en venant près de la face intérieure transversale 34 du carter avant 32, et cette face intérieure qui ferme sensiblement le passage. L’extrémité inférieure du passage 28 arrive au-dessus du réservoir 46 pour l’alimenter directement en fluide. La paroi 30 comporte des rebords intermédiaires 40 formés entre les rebords de côté 36, qui guident le flux de fluide. La paroi 30 avec ses rebords 36 contourne les arbres primaire 6 et secondaire 10 en s’ajustant en dessous d’eux pour récupérer le fluide venant des roulements d’extrémités 8, 12. On obtient une récupération de l’huile brassée dans le réceptacle supérieur 20 qui s’étend sur la largeur du réducteur, au-dessus de tous les engrenages, puis pour l’huile sur la grande pente 22 une descente par le passage vertical 28 encadré par la paroi transversale 30, les rebords 28 et la face intérieure de carter 34, qui est protégé des rotations des engrenages disposés en arrière de cette paroi. L’écoulement du fluide se fait librement dans un volume calme, quelle que soit sa viscosité, sans perturbation par les mouvements des engrenages et par les projections d’huile directement envoyées par ces engrenages dans toutes les directions. On obtient ainsi à partir de l’huile projetée dans le réducteur et récupérée dans le réceptacle supérieur 20, une bonne conduction vers le réservoir 46 qui évite des risques de défauts d’alimentation de la pompe 48, la lubrification des différents composants du réducteur ainsi que le refroidissement de la machine électrique sont garantis. On peut ainsi optimiser en particulier le dimensionnement des composants actifs de la machine électrique 4, ce qui permet d’obtenir un rendement et une puissance maximum avec un volume réduit. Avantageusement le réceptacle supérieur avec la paroi transversale 30 et ses rebords 24, 36 sont formés d’une seule pièce par un moulage en matière plastique, permettant d’obtenir de manière économique l’ensemble des formes qui peuvent être complexes pour optimiser les écoulements. Réducteur de vitesse de machine électrique de traction de véhicule automobile, comprenant des engrenages (40, 42, 44) portés par un arbre primaire lié à la machine électrique (6) et par un arbre secondaire qu’il entraîne (10), un réceptacle supérieur (20) recevant un fluide de lubrification par projection lors de la rotation des engrenages (40, 42, 44), et comprenant une pompe (48) prélevant ce fluide dans un réservoir (46) pour assurer un refroidissement de la machine électrique (4), caractérisé en ce qu’il comporte un passage (28) de descente du fluide du réceptacle (20) vers le réservoir (46) qui est séparé du volume contenant les engrenages (40, 42, 44). Réducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le passage de fluide (28) est séparé du volume des engrenages (40, 42, 44) par une paroi (30) disposée dans un plan transversal aux axes des arbres primaire (6) et secondaire (10). Réducteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les roulements (8, 12) des extrémités des arbres (6, 10) sont dans le passage (28) qui récupère le fluide de lubrification de ces roulements (8, 12). Réducteur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la paroi (30) comporte des rebords axiaux (36) formés sur les côtés du passage (28), qui viennent près d’une face intérieure du carter (34) disposée en face de cette paroi (30). Réducteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la paroi (30) comporte des rebords axiaux intermédiaires (40) formés entre les rebords de côté (36), qui guident le flux de fluide. Réducteur selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la paroi (30) avec ses rebords de côtés (36) contourne les arbres primaire (6) et secondaire (10). Réducteur selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la paroi (30) est formée d’une même pièce avec le réceptacle supérieur (20). Réducteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réceptacle supérieur (20) et le passage séparé (28) sont formés par un moulage en matière plastique. Véhicule automobile électrique équipé d’un réducteur de vitesse selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le stator de la machine électrique (4) comporte des canaux intérieurs de circulation du fluide venant de la pompe (48) pour son refroidissement.