INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le rivet central 18 est positionné au niveau d’une ouverture circulaire 22, 22’ respectivement des flasques 12, 12’. Le rivet central 18 est de forme cylindrique. Avantageusement, le diamètre du rivet central 18 est compris entre 24 millimètres et 26 millimètres, de préférence est égal à 25 millimètres.
On définit un premier axe X1 du dispositif d’accrochage 4 comme l’axe du rivet central 18. On définit un deuxième axe X2 du dispositif d’accrochage 4 comme un axe de symétrie du flasque 12, le deuxième axe X2 étant perpendiculaire au premier axe X1. De manière analogue on définit un troisième axe X2’ du dispositif d’accrochage 4 comme un axe de symétrie du flasque 12’ parallèle au deuxième axe X2.
Le rivet central 18 est creux et comporte sur sa surface périphérique externe 18A une gorge 18B. L’épaisseur du rivet central 18 est définie comme l’étendue selon l’axe X1 du rivet central 18. La gorge 18B est de préférence centrée sur l’épaisseur du rivet central 18.
La bague intérieure 16 est de forme cylindrique et comprend un alésage 16A qui reçoit le rivet central 18. La bague intérieure 16 comprend deux flancs annulaires opposés autour de l’alésage 16A. Seul le flanc 16E est visible sur la . Avantageusement, le diamètre externe de la bague intérieure 16 est compris entre 35 millimètres et 45 millimètres, de préférence est égal à 40 millimètres . La bague intérieure 16 est solidarisée au rivet 18 autour du premier axe X1. Les flancs annulaires de la bague intérieure 16 sont montés entre et parallèlement aux parois internes 12A des flasques 12, 12’.
Deux fentes 16C et 16D sont ménagées sur la surface périphérique externe 16B de la bague intérieure 16. De préférence, les deux fentes 16C et 16D sont diamétralement opposées. Chaque fente 16C, 16D s’étend orthoradialement au premier axe X1 sur une section angulaire dont l’angle au sommet α est compris entre 110° et 130°, de préférence égal à 120°. Autrement dit chaque fente 16C, 16D s’étend selon un axe respectif, parallèles à une tangente à la surface périphérique externe 16B.
La bague intérieure 16 comprend deux canaux traversant 161, 162 visibles sur la . Par canal traversant on entend un canal qui s’étend radialement, par rapport au premier axe X1, entre l’alésage 16A et la surface périphérique externe 16B de la bague intérieure 16.
Un premier orifice 161A du premier canal traversant 161 débouche dans la première fente 16C et un deuxième orifice 161B du premier canal traversant 161 débouche sur l’alésage 16A. Un premier orifice 162A du deuxième canal traversant 162 débouche dans la deuxième fente 16D et un deuxième orifice 162B du deuxième canal traversant 162 débouche sur l’alésage 16A.
On définit le centre d’une fente 16C, 16D comme le milieu de l’étendue orthoradiale au premier axe X1 de cette fente. De préférence, le premier orifice du premier canal traversant 161 débouche au centre de la première fente 16C et le premier orifice du deuxième canal traversant 162 débouche au centre de la deuxième fente 16D.
La bague à profil polygonal 14 est montée libre en rotation autour de la bague intérieure 16. Les flancs, notamment le flanc 14A, de la bague à profil polygonal 14 sont montés entre et parallèlement aux parois internes 12A des flasques 12, 12’, seul le flanc 14A de la bague à profil polygonal 14 est visible sur la . Les flancs, notamment le flanc 14A, sont en contact plan sur plan avec les parois internes 12A des flasques 12, 12.
La bague à profil polygonal 14 a une section polygonale dans un plan perpendiculaire au premier axe X1. De préférence, la section de la bague à profil polygonal 14 est sensiblement hexagonale. De préférence, la section est définie par un polygone irrégulier.
L’épaisseur de la bague à profil polygonal 14, définie comme la distance selon le premier axe X1 entre les deux flancs 14A de la bague à profil polygonal 14, est constante sur l’ensemble de la bague 14 et est comprise entre 6 millimètres et 8 millimètres, de préférence égale à 7 millimètres.
L’épaisseur de la bague intérieure 16 est sensiblement égale à l’épaisseur de la bague à profil polygonal 14. L’épaisseur du rivet central 18 est sensiblement égale à l’épaisseur de la bague intérieure 16.
La bague à profil polygonal 14 comprend un alésage 15.
La bague à profil polygonal 14 est réalisée par moulage par injection de matière plastique autolubrifiante. En variante, la bague à profil polygonal est réalisée dans une autre matière, par exemple un thermoplastique comme le polyetheretherketone (PEEK) ou fabriquée suivant un autre procédé que le moulage par injection plastique.
La bague à profil polygonal 14 est monobloc et comprend un graisseur 24. Le graisseur 24 permet de gaver en lubrifiant la zone de contact entre la bague à profil polygonal 14 et la bague intérieure 16. Le graisseur 24 s’étend radialement au premier axe X1 et comprend un canal de graissage 241 débouchant par un orifice 241A sur l’alésage 15. Le graisseur 24 comprend un embout de graissage 242 permettant d’alimenter le canal de graissage 241 en lubrifiant.
Ainsi, la présence de la soupape régulatrice 422 dans le circuit de recirculation 42 permet de moduler le débit de carburant circulant au sein du circuit primaire 4131 , 4141 , de l’échangeur thermique 413 , et/ou de l’échangeur thermique supplémentaire 414 en fonction des besoins thermiques de refroidissement du fluide caloporteur et non plus seulement en fonction des besoins d’alimentation en carburant de la chambre de combustion 24 . Par ailleurs, le pilotage de la soupape régulatrice 422 en fonction du débit de carburant circulant au sein du conduit de refoulement 412 permet de palier une défaillance de l’organe de commande et/ou du dispositif de contrôle 4114 et ainsi éviter une transmission de carburant trop importante à la chambre de combustion 24 .
Procédé de régulation de carburant Un procédé de régulation de carburant peut être mis en œuvre, notamment grâce à un système de régulation de carburant 4 .
Le procédé met tout d’abord en œuvre un prélèvement E1 d’une partie du carburant, refoulé par le port de refoulement 4112 de la pompe 411 , grâce au circuit de recirculation 42 .
Le circuit de recirculation 42 réalise, au moyen du conduit secondaire 421 , une injection E2 au sein du circuit primaire 4131 , 4141 , de l’échangeur thermique 413 et/ou de l’échangeur thermique supplémentaire 414 du carburant précédemment prélevé .
La soupape régulatrice 422 met en œuvre une modulation E3 du débit de carburant injecté au sein du circuit primaire 4131 , 4141 de l’échangeur thermique 413 et/ou de l’échangeur thermique supplémentaire 414 , de sorte à augmenter le transfert thermique entre, d’une part, le carburant circulant dans le circuit primaire 4131 , 4141 de l’échangeur thermique 413 et/ou de l’échangeur thermique supplémentaire 414 et, d’autre part, le fluide caloporteur circulant dans le circuit secondaire 4132 , 4142 de l’échangeur thermique 413 et/ou de l’échangeur thermique supplémentaire 414 .
Par ailleurs, la soupape régulatrice 422 peut mettre en œuvre une étape de régulation E4 du débit de carburant circulant au sein du conduit de refoulement 414 et envoyé à la chambre de combustion 24 , notamment en cas de défaillance de l’organe de commande 4113 et/ou du dispositif de contrôle 4114 .
Procédé de commande d’une turbomachine comprenant une machine électrique La présente invention concerne une turbomachine pour aéronef, en particulier, la commande d’une turbomachine afin de fournir la poussée désirée en fonction de la position de la manette de commande du pilote de l’aéronef.
En référence à la , il est représenté de manière schématique une turbomachine 100 du type turboréacteur à double flux et double corps pour aéronef. De manière connue, la turbomachine 100 comprend, d'amont en aval dans le sens de l'écoulement des gaz, une soufflante 110, un compresseur basse pression 111, un compresseur haute pression 112, une chambre de combustion 113 qui reçoit une consigne de débit de carburant WFcmd, une turbine haute pression 114, une turbine basse pression 115 et une tuyère primaire d'échappement 116. Le compresseur basse pression (ou BP) 111 et la turbine basse pression 115 sont reliés par un arbre basse pression 121 et forment ensemble un corps basse pression. Le compresseur haute pression (ou HP) 112 et la turbine haute pression 114 sont reliés par un arbre haute pression 122 et forment ensemble un corps haute pression. La soufflante 110, qui est entraînée par l'arbre basse pression 121, comprime l'air ingéré. Cet air se divise en aval de la soufflante 110 entre un flux d'air secondaire qui est dirigé directement vers une tuyère secondaire (non représentée) par laquelle il est éjecté, et un flux dit primaire qui pénètre dans le générateur de gaz, constitué par le corps basse pression et le corps haute pression, puis qui est éjecté dans la tuyère primaire 116. De manière connue, pour modifier le régime de la turbomachine 100, le pilote de l’aéronef modifie la position d’une manette de commande qui permet de modifier la consigne de débit de carburant WFcmd dans la chambre de combustion 113.
La conception d’une turbomachine 100 nécessite de prendre en compte une marge suffisante contre le phénomène dit de pompage. Ce phénomène qui résulte d'une incidence excessive du flux d'air sur les aubes d'un des compresseurs aboutit à des fluctuations importantes et rapides de la pression en aval du compresseur concerné et peut conduire à une extinction de la chambre de combustion 113. Il génère en outre des à-coups importants sur les aubes du compresseur et peut ainsi conduire à des dégradations mécaniques. Il convient donc tout particulièrement d'éviter son apparition. Le fonctionnement d'un compresseur en utilisation est généralement représenté par un diagramme qui exprime le rapport de pression obtenu entre la sortie et l'entrée, en fonction du débit d'air qui le traverse ; ce diagramme est en outre paramétré en fonction de la vitesse de rotation du compresseur. Dans ce diagramme figure une ligne de pompage qui constitue la limite maximale en taux de compression à ne pas dépasser, pour ne pas risquer l'apparition d’un phénomène de pompage. De manière connue, on définit une ligne, dite de fonctionnement, associant les taux de compression obtenus en fonction du débit, lorsque la turbomachine 100 est en fonctionnement stabilisé. Le positionnement de cette ligne de fonctionnement est laissé à l'appréciation du concepteur de la turbomachine 100 et la distance de cette ligne de fonctionnement à la ligne de pompage représente la marge au pompage. II convient de remarquer que le rendement du compresseur (travail de compression fourni à l'air, rapporté au travail fourni pour l'entraîner en rotation) est, en première approximation, meilleur au fur et à mesure que l'on se rapproche de la ligne de pompage. A contrario, les accélérations demandées par le pilote à partir d'un fonctionnement stabilisé (phase transitoire) pour obtenir une augmentation de la poussée, se traduisent au niveau du compresseur par une excursion du point de fonctionnement qui s'effectue en direction de la ligne de pompage.
En effet, une injection supplémentaire de carburant dans la chambre de combustion 113 provoque une élévation quasi instantanée du taux de compression, alors même que le régime de rotation n'a pas le temps d'augmenter du fait de l'inertie. La variation d'enthalpie apportée au fluide par la combustion du carburant ajouté génère alors une augmentation du travail fourni par chaque turbine et, par conséquent une augmentation de la vitesse de rotation du corps correspondant. Ceci se traduit au niveau du diagramme du compresseur par un retour du point de fonctionnement sur la ligne de fonctionnement lorsque le régime se stabilise à nouveau, à un point de fonctionnement qui correspond à un débit plus élevé que celui du point de fonctionnement précédent.
Le concepteur d'une turbomachine 100 doit donc essayer d'optimiser le placement de la ligne de fonctionnement en la plaçant le plus haut possible, de façon à bénéficier de meilleurs rendements pour ses compresseurs, tout en gardant une distance suffisante vis à vis de la ligne de pompage pour permettre des accélérations sûres.
Afin d’éviter tout phénomène de pompage, une turbomachine 100 comporte un système de régulation mis en œuvre par une unité électronique. En référence à la , le système de régulation comprend un module de gestion stabilisée 31, un module de détection d'intention de transitoire 32, un module de génération d'une trajectoire de régime 33, un module de gestion du transitoire 33’, un module de sélection 34, un module d'intégration 35 ainsi qu’un module de gestion de butée 36.
De préférence, la bavette 4 comporte deux parties ou deux bandes, formant avantageusement une forme générale en L :
- une paroi supérieure 41, solidarisée avec la traverse inférieure 21 et avantageusement sus-jacente du tableau 214 de la traverse inférieure 21, et
- une retombée 42, en porte-à-faux ou en saillie, retombante, par rapport au tableau 214 de la traverse inférieure 21 (orientée vers la face inférieure B1 de la baie B).
La paroi supérieure 41 comporte deux bordures :
- une bordure avant 411, raccordée à la retombée 42, et
- une bordure arrière 412, attenante à la traverse inférieure 21 et logée ici dans la gorge 215 du cadre dormant 2.
La rebombée 42 comporte également deux bordures :
L’engin 1 comporte un ensemble de transmission 10 comportant un dispositif de changement de vitesse 20, le moteur électrique 2 pour fournir une partie de la puissance pour la propulsion de l’engin 1, et un réducteur 80. Le réducteur 80 est disposé entre le dispositif de changement de vitesse 20 et le moteur électrique 2 et plus particulièrement entre l'arbre du rotor du moteur électrique et le dispositif de changement de vitesses illustré ..
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ensemble de transmission 10 est au moins en partie logé dans un boîtier 30 ou carter fermé par un couvercle 316 (illustré ) ici positionné au niveau du pédalier 8 dont l’axe Xp est confondu avec l’axe de sortie X v du dispositif de changement de vitesse 20.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de changement de vitesse 20 comporte au moins 2 rapports, et par exemple 7 rapports entre un premier rapport dit rapport n°1 et un rapport supérieur dit rapport n°7. Le fonctionnement d’un tel engin est décrit par exemple dans la demande FR3116802.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le réducteur 80 a au moins 3 étages. Selon un mode de réalisation de l’invention, le réducteur 80 a 3 étages.
Le moteur électrique 81 comporte de façon classique un rotor et un stator.
Dans le cadre de l’invention, le modèle utilisé pour le fonctionnement de l’engin est celui illustré sur la .
Le modèle est alimenté par 2 entrées de couple : l'une fournie via les pédales et l'autre par le moteur électrique via le réducteur (P1/P2, P3/P4 et P5/G) vers la boîte de vitesses (G1 à G7). Les données d'inertie, de ratio et de jeu libre sont fournies en tant qu'entrées du modèle.
Dans l’exemple de simulation, le moteur fournit progressivement un couple de 7Nm, sur son propre axe, et la force fournie via les pédales est de 125Nm. La boîte de vitesses est sur le rapport 1 et la simulation démarre à l'arrêt (0 km/h). Au tout début de la montée en vitesse, l'oscillation de la force transmise à travers P1/P2 est d'environ 200N et 700N pour P3/P4. Pour P5/F1, l'oscillation de force atteint 2000N accompagnée d'une perte de contact engrenage pendant 0.1s. Une variation paramétrique du jeu libre P5/F1 a été faite entre 0,1 mm et 0,02 mm. Plus le jeu libre est élevé, plus la durée de perte de contact est élevée.
La simulation met en évidence que le plus bruyant est le P5/F1. Dans le système, l'inertie la plus élevée est au niveau du rotor de la machine électrique. L'inertie est amplifiée par le carré du rapport du réducteur. Lorsque cette inertie est accélérée par un choc, la vibration met beaucoup de temps à s'atténuer en raison de la forte réaction. En effet pour un jeu libre donné sa capacité à créer des vibrations est étroitement liée au jeu libre effectif mais aussi à l'inertie associée. Ainsi un jeu libre donné peut fournir du bruit ou non selon l'inertie en cause. Pour une conception donnée, il est très difficile de modifier l'inertie du rotor, dans le cadre de l’invention, c’est donc le stator qui est mis en court-circuit actif. Le rotor est alors arrêté de façon à l'empêcher d'envoyer des oscillations au jeu libre P5/F1. En mettant en œuvre cette solution, le bruit est éliminé.
Une deuxième source de bruit, du type bruit de sirènement (également appelé whining noise selon la terminologie anglaise), provient dans un train d'engrenages, de la position du point de contact entre le pignon menant et le pignon mené qui oscille autour de sa position théorique à une fréquence égale à la vitesse de rotation multipliée par le nombre de dents. Cette oscillation est caractérisée par ce que l'on appelle « l'erreur de transmission ». L'erreur de transmission est causée par des défauts géométriques et des déformations et produit du but. Malgré son faible niveau, ce bruit peut être gênant pour l’utilisateur par sa tonalité.
L'énergie acoustique la plus élevée est concentrée sur les ordres 24, 48 et 72 qui sont liés au premier étage du réducteur P1/P2 (24 est le nombre de dents de P1). Le deuxième étage (P3/P4) est également un contributeur significatif à travers les ordres 7.6, 15.2 et 22.8. Le dernier étage (P5/F1) ne contribue pas au bruit tout comme la boîte de vitesses.
Dans le cadre de l’invention, afin de réduire ce bruit, une première solution consiste à modifier le rapport de conduite c’est-à-dire le nombre de dents simultanément en contact du réducteur.
Dans le cadre de l’invention la géométrie des dents du réducteur 80 est modifiée afin de conserver le même rapport de levier (2,48) et d'augmenter le rapport de conduite (4,28). Cette nouvelle géométrie a été simulée. Les résultats sont visibles tableau 2. Vitesse moteur (rpm) 1682-2532 2532-3364 3364-4205 4205-5046 Vitesse engin (km/h) 10-15 15-20 20-25 25-30 REF(dB ref 1mm/s) -77,5 -77 -73,1 -75,5 Augmentation du rapport de conduite – ordre 29 (dB ref 1mm/s) -89,5 (-12dB) -92,6 (-15dB) -90,1 (-17dB) -86,5 (-11dB)
Tableau 2 : Nouveaux avantages de la macro-géométrie
La turbomachine 1 comprend d’amont en aval un compresseur 2, une chambre annulaire de combustion 3, et une turbine 4. Les rotors du compresseur 3 et de la turbine 4 sont reliés ensemble par un arbre 6 et forment un même corps.
La turbomachine 1 comprend un échangeur de chaleur 7 dont un premier circuit est alimenté par des gaz de combustion prélevés en sortie de la turbine 4. L’échangeur 7 comprend un second circuit qui est alimenté en air comprimé sortant du compresseur 2 et qui fournit de l’air comprimé réchauffé à la chambre de combustion 3.
Des solutions d’intégration pour cette technologie ont déjà été proposées dans le passé et consiste à utiliser un ensemble de deux volutes (WO-A1-2021/255383 et WO-A1-2021/255384).
La présente invention propose un perfectionnement à cette technologie, qui permet de résoudre tout ou partie des problèmes techniques suivants :
- assurer la collecte de l’air en sortie du compresseur centrifuge en minimisant les pertes de charge,
- alimenter de façon homogène l’échangeur de chaleur,
- alimenter la chambre de combustion avec l’air issu de l’échangeur de chaleur en minimisant les pertes de charge et de préférence avec une giration résiduelle pour assurer un fonctionnement optimal de la chambre, et
- mettre en œuvre une dérivation du flux de gaz (prélèvement en sortie du compresseur et réinjection au niveau de la chambre de combustion) en étant le moins intrusif possible sur les composants de la turbomachine qui n’est pas conçue pour ce mode de fonctionnement à l’origine.
- un compresseur centrifuge s’étendant autour d’un axe, également appelé axe longitudinal,
Le deuxième organe 13 d’embrayage monté solidaire en rotation de la section d’arbre 62 est monté solidaire en rotation de la pièce 112 rotative et la transmission de mouvement de rotation de l’arbre 5 moteur à la roue 7 gauche (G) s’opère via la pièce rotative 112, le deuxième organe 13 d’embrayage et la seconde section d’arbre 62 de sortie.
Le premier organe 221 d’embrayage est à l’état embrayé et la transmission de l’arbre 5 d’entrée à la roue 7 droite (D) s’opère via le planétaire 111, le premier organe d’embrayage 221 et la première section d’arbre 61 de sortie.
Dispositif de réduction du bruit pour engin de mobilité La présente invention concerne le domaine des engins de mobilité, et plus particulièrement un engin de mobilité utilisant au moins une propulsion électrique par un moteur électrique, et comportant un dispositif de changement de vitesses, tel que par exemple un vélo à assistance électrique.
Lors du fonctionnement de ce type d’engin de mobilité, une force motrice est transmise aux roues par l'intermédiaire d’un système de manivelle tournant autour d'un axe de pédalier qui entraîne la roue arrière généralement par une chaîne. Ce fonctionnement est assisté par un moteur électrique, et un dispositif de changement de vitesse automatique disposé sur le train avant de l’engin de mobilité. Pour équilibrer la vitesse du moteur et la vitesse de rotation du pédalier, un réducteur à plusieurs étages, par exemple 3 étages, est mis en place entre l'arbre du rotor du moteur électrique et le dispositif de changement de vitesses. L’ensemble moteur et dispositif de changement de vitesse étant disposé dans un boitier en magnésium.
Un inconvénient de cette configuration provient du fait que dans certaines circonstances, le réducteur peut produire des bruits de cliquetis. Un bruit de sirènement (également appelé whining noise selon la terminologie anglaise) peut également se produire.
De plus, le fait que l’ensemble moteur-réducteur et dispositif de changement de vitesses soit disposé dans un boitier en magnésium, facilement déformable, accentue les bruits.
La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des engins de l’art antérieur en proposant un dispositif de réduction du bruit.
Pour cela la présente invention propose un engin de mobilité comportant un ensemble de transmission comportant un dispositif de changement de vitesse, un moteur électrique avec stator et rotor pour fournir une partie de la puissance pour la propulsion de l’engin, et un réducteur disposé entre le dispositif de changement de vitesse et le moteur électrique, l’ensemble de transmission étant disposé dans un boitier, l’engin comportant un système de réduction du bruit.
Selon un mode de réalisation de l‘invention, le système de réduction du bruit est un boitier en acier.
Selon un mode de réalisation de l‘invention, le système de réduction du bruit est un réducteur dont la géométrie des dents est modifiée afin d'augmenter le rapport de conduite.
Selon un mode de réalisation de l‘invention, le rapport de conduite est égal à 4,8.
Selon un mode de réalisation de l‘invention, le système de réduction du bruit est un moyen de court-circuit actif du stator du moteur électrique.
Selon un mode de réalisation de l‘invention, l’engin est un vélo à assistance électrique.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles: la est une vue d’ensemble d’un engin de mobilité selon l’invention, la est une vue en élévation du boitier comportant l’ensemble de transmission de l’engin de mobilité de la 2a) selon une première face, 2b) selon une deuxième face, la figure est vue en élévation de l’ensemble de transmission 3a) selon une première face, 3b) selon une deuxième face. la est une représentation du modèle utilisé pour le fonctionnement de l’engin selon l’invention. La illustre un engin de mobilité 1 selon un des aspects de l’invention. L’engin 1 est ici un vélo à assistance électrique comportant un moteur électrique 2. Le moteur électrique 2 est agencé pour assurer une partie de la propulsion de l’engin.
- une distance, mesurée selon le premier axe, entre les parois de montage des deux flasques est inférieure à l’écartement de guidage de la bague à profil polygonal.