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Patent Searching and Data


Title:
GEAR BOX WITH CONTINUOUSLY VARIABLE GEAR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1989/011405
Kind Code:
A1
Abstract:
A differential pinion shaft (6) is coupled to the input shaft (1). A crown (9) is coupled to the output shaft (14). The mechanical resistance of a compensator sub-assembly (16), multiplied by a gear (26, 24), is transmitted to a planet wheel (11). The speed of rotation of the planet (7) stabilizes and, as a result, the transmission ratio between the input shape and the output shaft (14) stabilizes when the two forces acting on the periphery of the pinion (7) are equal, although they then correspond to a torque much larger on the output shaft (14) than on the planet wheel (11), the couple on the planet wheel (11) being greater than that on the shaft (10) of the compensator sub-assembly. The sub-assembly comprises an inertial load (17) and a consuming load (27, 28, 29) the joint behaviour of which, depending on the speed of rotation and on the acceleration, resembles, on a smaller scale, that of the vehicle.

Inventors:
ANTONOV ROUMEN (FR)
Application Number:
PCT/FR1989/000231
Publication Date:
November 30, 1989
Filing Date:
May 12, 1989
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Assignee:
ANTONOV ROUMEN (FR)
International Classes:
B60K25/06; B60K6/26; B60K6/365; B60K6/40; B60K6/48; B60K8/00; B60K17/28; F16H3/72; F16H33/02; F16H48/00; (IPC1-7): B60K25/06
Foreign References:
DE2742305A11978-05-03
DE7711621U1
DE3011833A11981-10-08
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Boîte de vitesses automatique, en particulier pour véhicules, comprenant un train d'engrenages (7, 8, 11 ; 7a, 7b, 8a, 8b, lia ; 7c, 7d ; 34, 36) de liaison entre un arbre d'entrée (1) et un arbre de sortie (14) ce train d'engrenages comprenant au moins une roue dentée (7 ; 7a, 7b, 7c, 7d) qui est montée pour répartir la puissance entre l'arbre de sortie (14) et un sousensemble compensateur (16) tournant à une vitesse généralement différente de celle de l'arbre de sortie (14) , caractérisée en ce que la boîte de vitesses comprend des moyens (18 ; 27, 28, 29 ; 44) autres que la roue dentée (7 ; 7a, 7b) pour prélever de l'énergie utile au sous ensemble compensateur (16) .
2. Boîte de vitesses automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour prélever de l'énergie au sousensemble compensateur (16) comprennent une charge consommatrice d'énergie (18 ; 27, 28 , 29 ; 44) , en particulier un mécanisme auxiliaire tel que compresseur de suralimentation (29) , ventilateur (28) , pompe à eau de refroidissement, génératrice électrique (27, 44) .
3. Boîte de vitesses automatique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le sous ensemble compensateur (16) comporte une charge inertielle (17) .
4. Boîte de vitesses automatique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens pour prélever de l'énergie au sousensemble compensateur (16) comprennent des moyens (44, 40) pour transmettre de l'énergie depuis le sousensemble compensateur (16) vers l'arbre de sortie (14) .
5. Boîte de vitesses automatique conforme à la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens pour transmettre de l'énergie comprennent un générateur (44) entraîné par le sousensemble (16) .
6. Boîte de vitesses automatique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par des moyens (51, 54) pour régler la quantité d'énergie prélevée au sous ensemble compensateur (16) en vue d'influer sur le rapport de transmission entre l'arbre d'entrée (1) et l'arbre de sortie (14) .
7. Boîte de vitesses automatique conforme à l'une des revendicatins 1 à 6, caractérisée en ce que le sousensemble compensateur (16) engrène avec la roue dentée (7) par l'intermédiaire de moyens (24, 26) multiplicateurs de la vitesse de rotation du sousensemble compensateur.
8. Boîte de vitesses automatique selon l'une des revendications 1 à 7 , caractérisée en ce que le train d'engrenages est du type planétaire et comprend un porte satellites (6) relié à l'arbre (1) d'entrée, une couronne (9) reliée à l'arbre de sortie, et une roue planétaire (11) reliée au sousensemble compensateur (16) .
9. Boîte de vitesses automatique conforme à la revendication 8 , caractérisée en ce que le porte satellites (6) porte des satellites doubles (7a, 7b) comprenant chacun un pignon (7c) de diamètre relativement petit engrenant avec la couronne (9) et un pignon (7d) de diamètre relativement grand, couplé en rotation au pignon de diamètre relativement petit (7c) et engrenant avec la roue planétaire (11) .
10. Boîte de vitesses automatique conforme à la revendication 8, caractérisée en ce que le train d'engrenages de type planétaire comprend deux trains planétaires (31a, 31b) montés en série.
11. Boîte de vitesses automatique conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le train d'engrenages est du type différentiel cylindrique, comprenant une roue planétaire d'entrée (34) reliée à l'arbre d'entrée (1) , une roue planétaire de sortie (36) reliée au sousensemble compensateur (16) et un porte satellites (37) relié à l'arbre de sortie (14) , le porte satellites portant au moins une paire de satellites (7a, 7b) engrenant entre eux et chacun avec l'un des planétaires (34, 36) .
12. Boîte de vitesses automatique conforme à la revendication 11, caractérisée en ce qu'un démarreur (27, 44) est couplé au sousensemble compensateur (16) .
13. Boîte de vitesses automatique conforme à la revendication 12, caractérisée en ce que le démarreur (27, 44) est un moteur réversible pouvant fonctionner en générateur prélevant de l'énergie au sousensemble compensateur (16) lorsque l'arbre d'entrée (1) de la boîte de vitesses reçoit de l'énergie mécanique.
Description:
"Boîte de vitesses à variation continue par engrenages"

La présente invention concerne une boîte de vitesses à variation continue par engrenages destinée aux véhicules terrestres tels que l'automobile, les motocyclettes, et analogues. On connaît d'après le DE-A- 30 11 833 et d'après le FR-A- 692 079 une boîte de vitesses automatique, en particulier pour véhicules, comprenant un train d'engrenages de liaison entre un arbre d'entrée et un arbre de sortie, ce train d'engrenages comprenant au moins une roue dentée qui est montée pour répartir la puissance entre l'arbre de sortie de la boîte de vitesses et un sous- ensemble compensateur tournant à une vitesse généralement différente de celle de l'arbre de sortie.

Selon ces documents, le sous-ensemble compensateur est constitué par un volant d'inertie, à inertie fixe ou variable. Selon les affirmations contenues dans ces brevets, l'inertie du volant créerait sur les satellites une force de réaction qui équilibrerait la résistance à l'avancement du véhicule. En d'autres termes, chaque satellite subirait autour de son axe deux couples qui s'équilibrent, l'un dû à l'inertie du volant, l'autre dû à la résistance à l'avancement du véhicule.

Ce type de dispositif ne paraît pas réaliste et c'est probablement la raison pour laquelle il n'a jamais été commercialisé. En effet, le volant d'inertie ne peut opposer une réaction dans le sens souhaité que lorsque sa vitesse augmente. Or, il est impensable que le mouvement du véhicule soit entretenu grâce à une augmentation constante de la vitesse de rotation du volant, car cette vitesse deviendrait rapidement prohibitive. De plus, le moteur, qui serait obligé de suivre le mouvement, s'emballerait également.

Cette difficulté semble avoir été aperçue dans

le FR-A- 692 079, qui propose un dispositif centrifuge qui, au-delà d'une certaine vitesse de rotation de l'arbre de sortie, doit assurer un couplage (prise directe) entre le volant d'inertie et l'arbre de sortie. Ce dispositif de prise directe ne permet plus une adaptation automatique du rapport de transmission entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie. De plus, s'il faut assurer le couplage alors que le volant d'inertie a atteint une vitesse de rotation considérable, la garniture de friction prévue pour assurer le couplage sera sujette à une usure et à un échauffement considérables. Il se pose également le problème de la marche à une vitesse pour laquelle le système centrifuge est à la limite entre l'état de repos et l'état de commande de la prise directe. Il semble difficile dans ce cas d'éviter un fonctionnement avec frottement permanent entre le disque d'embrayage et le volant d'inertie.

Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients rédhibitoires et plus particulièrement de proposer un mécanisme simple et efficace qui permette une adaptation automatique du rapport de transmission en toutes circonstances et sans échauffement anormal.

Suivant l'invention, la boîte de vitesses automatique du type indiqué au début est caractérisée en ce que la boîte comprend des moyens autres que la roue dentée pour prélever de l'énergie utile au sous-ensemble compensateur.

Par énergie utile, on entend de l'énergie qui est exploitée pour le fonctionnement du véhicule, par exemple pour le fonctionnement de certains accessoires du moteur ou du véhicule, ou encore pour être restituée aux roues motrices en aval de la boîte de vitesses.

La différence entre l'invention et l'art antérieur est donc claire : selon l'art antérieur, le sous- ensemble compensateur n'était qu'un moyen de stockage d'énergie, alors que selon l'invention, le sous-ensemble compensateur est essentiellement un moyen transférant de

l'énergie depuis la roue dentée vers un consommateur d'énergie.

Dans ces conditions, le sous-ensemble compensateur oppose à la roue dentée de répartition de puissance une réaction même lorsqu'il tourne à vitesse constante. Il est donc parfaitement possible de maîtriser la vitesse de rotation du sous-ensemble compensateur, et il n'est plus impératif de prévoir un mécanisme de prise directe. Si un tel mécanisme était cependant souhaité, son fonctionnement serait nettement plus satisfaisant que dans l'art antérieur puisque la vitesse de rotation du sous- ensemble compensateur est moins élevée.

Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, les moyens pour prélever de l'énergie au sous- ensemble compensateur comprennent une charge consommatrice d'énergie, en particulier un mécanisme auxiliaire tel que compresseur de suralimentation, ventilateur, pompe à eau de refroidissement, générateur électrique, etc.... De tels mécanismes auxiliaires offrent la plupart du temps une résistance qui, est proportionnelle au carré de leur vitesse de rotation. Il en va de même de la résistance à l'avancement d'un véhicule dans l'air. Moyennant un choix convenable des paramètres de la boîte de vitesses et du mécanisme auxiliaire, il est donc possible de faire en sorte que pour toute vitesse de progression du véhicule, la boîte de vitesses fonctionne en un régime permanent dans lequel la charge consommatrice d'énergie a elle-même une vitesse de rotation constante " raisonnable. De préférence, le sous-ensemble compensateur comporte ou entraîne une charge inertielle. La charge constituée par le véhicule ayant elle-même une composante inertielle, les deux composantes inertielles s'équilibrent dans la boîte de vitesses lors de l'accélération du véhicule.

Ainsi, pour tout régime de fonctionnement du

véhicule (combinaison d'une valeur de vitesse et d'une valeur d'accélération), il y a équilibre entre la résistance offerte par le véhicule et la résistance offerte par le sous-ensemble compensateur, et la boîte de vitesses trouve d'elle-même un régime de fonctionnement dans lequel le sous-ensemble compensateur n'est jamais entraîné à une vitesse de rotation excessive.

D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description ci- après.

Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs :

- la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une boîte de vitesses selon l'invention, avec coupe axiale du boîtier ;

- la figure 2 est une vue en coupe axiale, avec arrachement, d'un second mode de réalisation de la boîte de vitesses selon l'invention ;

- la figure 3 est une vue avec demi-coupe axiale d'un troisième mode de réalisation de la boîte de vitesses selon l'invention ;

- la figure 4 est une vue en coupe axiale, avec arrachement, d'un quatrième mode de réalisation de la boîte de vitesses selon l'invention ; - la figure 5 est une vue schématique en perspective, avec coupe partielle et arrachement, d'un cinquième mode de réalisation de la boîte de vitesses selon 1' invention ;

- la figure 6 est une vue en élévation avec coupe axiale partielle du mode de réalisation de la figure 5 ; et

- les figures 7 et 8 sont des vues schématiques d'un sixième et respectivement d'un septième mode de réalisation de la boîte de vitesses selon l'invention. Dans l'exemple représenté à la figure 1, un arbre d'entrée 1 de la boîte de vitesses 2 constitue en

même temps l'arbre de sortie d'un moteur représenté schématiquement en 3, qui est typiquement un moteur à combustion interne.

La boîte de vitesses 2 comprend un boîtier 4 qui est fixé au bâti du moteur 3.

L'arbre 1 entraîne en rotation autour de son axe un porte-satellites 6 sur lequel des satellites 7, au nombre de deux diamétralement opposés dans l'exemple, sont montés en rotation libre. Chaque satellite 7 engrène avec une denture intérieure 8 d'une couronne 9 et avec une roue planétaire 11 dentée extérieurement.

La roue planétaire 11, les deux satellites 7, le porte-satellites 6 et la couronne 9 constituent ainsi un train d'engrenages planétaire.

La couronne 9 comporte également une denture extérieure 12 par laquelle elle engrène avec un pignon 13 relié à un arbre de sortie 14 de la boîte de vitesses 2. La roue planétaire 11 est couplée en rotation avec un sous- ensemble compensateur 16 comprenant un volant d'inertie 17 et une poulie 18 d'entraînement d'un mécanisme auxiliaire consommateur d'énergie tel qu'une génératrice électrique, un ventilateur de re roidissement du moteur, ou encore un compresseur de suralimentation du moteur. Ainsi, chaque satellite 7 est monté pour répartir la puissance entre l'arbre de sortie 14 de la boîte de vitesses et le sous-ensemble compensateur 16.

En d'autres termes, chaque satellite 7 est soumis sur sa périphérie à deux forces dont les moments sont de sens contraires autour de l'axe du satellite : la force de résistance à la rotation du mécanisme compensateur 16 et la force de résistance à la rotation de l'arbre de sortie 14. La vitesse de rotation du satellite 7 autour de son propre axe se stabilise lorsque ces forces sont égales.

Pour tout régime de fonctionnement du véhicule

(combinaison d'une vitesse et d'une accélération à chaque instant) le véhicule oppose une certaine résistance à l'avancement (proportionnelle au carré de la vitesse en général) , et une force d'inertie lorsque l'accélération est positive. Le sous-ensemble compensateur 16 oppose lui- même une résistance qui peut être proportionnelle au carré de sa vitesse de rotation, grâce au mécanisme auxiliaire entraîné par la poulie 18, et une résistance aux accélérations grâce au volant d'inertie 17. Ainsi, à chaque instant, la boîte de vitesses tend à établir entre l'arbre d'entrée 1 et l'arbre de sortie 14 un rapport de transmission correspondant à l'équilibre des deux forces s'exerçant sur la périphérie de chaque satellite.

Il importe de noter que lorsque ces deux forces sont égales, les couples transmis à la roue planétaire 11 et à la couronne 9 sont très différents puisque le diamètre de la roue planétaire 11 est très inférieur à celui de la denture intérieure 8 de la couronne 9. Ce rapport peut être de 1 à 10 par exemple. Ainsi, dans les conditions d'équilibre, la puissance transmise à l'arbre de sortie 14 peut être très supérieure à la puissance transmise au mécanisme compensateur 16.

Lors du démarrage du moteur et au ralenti , la vitesse de rotation de l'arbre 1 est faible. Le couple moteur sur l'arbre d'entrée 1 fait tourner le sous- ensemble compensateur 16 par l'intermédiaire des satellites 7 qui roulent sur la roue planétaire 11, qui demeure immobile grâce à la résistance à l'avancement du véhicule, complétée le cas échéant par le frein de stationnement. La vitesse de rotation du sous-ensemble compensateur 16 devient au contraire relativement élevée, par exemple 5 000 t/mn, environ dix fois supérieure à celle de l'arbre 1 dans l'exemple précédent. Des moyens peuvent être prévus pour limiter ou supprimer à ce stade la résistance transmise par l'intermédiaire de la poulie 18, de façon à limiter ou supprimer la force transmise

inutilement à l'arbre de sortie 14 tant que le conducteur du véhicule ne désire pas que le démarrage du véhicule ait lieu. On peut également faire en sorte qu'à cette vitesse de rotation de l'arbre 19, la résistance à la rotation du mécanisme auxiliaire soit relativement faible.

Pour obtenir la mise en mouvement du véhicule, on desserre le frein de stationnement et on rétablit la résistance mécanique transmise à la poulie 18 si cette résistance avait été supprimée lors du fonctionnement au ralenti. Un couple est désormais transmis à l'arbre de sortie 14. On peut l'accroître à volonté en augmentant la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée 1, de manière à accroître la réaction transmise à la roue planétaire 11 par le volant 17 et la poulie 18, et à faire passer le mécanisme auxiliaire à une vitesse de rotation plus élevée pour laquelle sa résistance à la rotation devient notable. Le véhicule se met en mouvement progressivement sans que l'on ait dû faire intervenir un quelconque mécanisme à friction. Une fois la voiture en mouvement, le couple nécessaire pour entretenir le mouvement diminue et par conséquent la puissance du moteur acheminée par le train planétaire est transmis de plus en plus vers l'arbre de sortie 14 de la boîte de vitesses 2. La vitesse de rotation du volant 17 diminue et une partie de son énergie cynétique stockée est restituée à l'arbre de sortie 14. Par conséquent, la boîte de vitesses modifie automatique¬ ment et de façon continue le rapport de vitesse entre l'arbre d'entrée 1 et l'arbre de sortie 14. Il n'y a ni valeur maximale ni valeur minimale de ce rapport. Le rapport peut varier à tout moment, en fonction simultanément du couple et de la puissance fournis par le moteur 3 sous la commande du conducteur, et de la résistance au déplacement du véhicule. Lorsque le couple résistant est élevé, par exemple en côte ou en accélération, la vitesse de rotation du sous-ensemble

compensateur 16 s'élève pour équilibrer le couple résistant sur l'arbre de sortie 14, et par conséquent la vitesse de rotation de l'arbre 14 diminue par rapport à celle de l'arbre d'entrée 1. Il en va de même lorsque l'on applique au véhicule une force de freinage ou même simplement lorsqu'on relâche la pédale d'accélérateur du véhicule. Le véhicule ralentit et s'arrête avec le moteur en marche, le compensateur 16 étant à son régime de rotation relativement élevé évoqué plus haut en ce qui concerne le fonctinnement au ralenti. Ce fonctionnement à régime élevé implique que le volant 17 a récupéré de l'énergie cinétique du véhicule lors de la phase de ralentissement, et cette énergie est disponible pour le redémarrage ou la réaccélération qui va suivre. Selon un exemple non limitatif, un moteur fonctionnant selon le cycle à quatre temps avec une cylindrée de 1 000 à 1 500 cm 3 et une puissance de 70 kW à

6 000 t/mn, et un couple maximum de 150 Nm à 3 000 t/mn nécessite un volant d'environ 250 à 300 mm de diamètre, d'un poids de l'ordre de 15 à 18 kg, tournant à environ

7 000 t/mn au maximum si le poids à vide de la voiture est d'environ 1 000 kg.

Dans le cas d'une motocyclette avec un moteur d'environ 1 000 cm 3 développant 7 -kW à 10 000 t/mn avec un couple maximum de 150 Nm à 4 800 t/mn, le volant a environ 230 à 250 mm de diamètre, pèse environ 10 kg et peut tourner jusqu'à 10 000 t/mn au maximum si le poids à vide de la motocyclette est d'environ 250 kg.

En d'autres termes, ce volant est plutôt moins lourd et moins volumineux que celui qui est habituellement couplé au vilebrequin des moteurs thermiques . De plus le volant de la boîte de vitesses selon l'invention remplace le volant habituellement prévu sur les moteurs thermiques, et confère au ralenti du moteur thermique une stabilité exceptionnelle compte tenu de son très haut régime de rotation lorsque le moteur tourne au ralenti véhicule à

1 ' arrêt.

Compte tenu de la vitesse de rotation élevée du volant lorsque le véhicule est à l'arrêt et le moteur au ralenti, il est possible de coupler directement le démarreur à l'arbre 19 du compensateur 16. On supprime ainsi les problèmes de couplage temporaire entre le démarreur et le volant d'inertie. On sait que les solutions actuelles pour ce couplage temporaire sont particulièrement sujettes à usure. On peut envisager de coupler à l'arbre 19 la génératrice électrique du véhicule, et que cette génératrice puisse fonctionner en moteur servant de démarreur lors de la mise en route du moteur thermique 3. On va maintenant décrire d'autres modes de réalisation de l'invention, en reprenant les mêmes références numériques pour désigner les éléments fonctionnellement analogues à ceux de la figure 1.

Dans le mode de réalisation selon la figure 1, c'est pour des raisons de clarté de l'exposé qu'on a relié directement la roue planétaire 11 au compensateur 16, et qu'on a au contraire raccordé la couronne 9 avec l'arbre de sortie 14 par l'intermédiaire d'un pignon 13.

Cependant, comme représenté à la figure 2, il est préférable de faire l'inverse, c'est-à-dire de raccorder directement la couronne 9 avec l'arbre de sortie 14 qui se trouve donc coaxial avec l'arbre d'entrée 1, et qui constitue l'arbre d'entrée d'un différentiel classique 21. Une cloche 22 raccorde la couronne 9 rigidement à l'arbre 14. Le porte-satellites 6 est disposé entre la cloche 22 et la roue planétaire 11, laquelle est raccordée par un tube 23 entourant l'arbre d'entrée 1 à une roue dentée 24 de relativement grand diamètre engrenant avec un pignon 26 de relativement petit diamètre solidaire de l'arbre 19 du sous-ensemble compensateur 16. Le volant d'inertie 17 est donc désormais excentré par rapport à l'arbre d'entrée 1. On a représenté à l'extrémité libre de

l'arbre 16 de la génératrice électrique 27 pouvant servir de démarreur, un ventilateur 28, et un compresseur mécanique de suralimentation 29 pour illustrer que l'un et/ou l'autre de ces trois accessoires peuvent être couplés à l'arbre 16 à titre de charge consommatrice d'énergie opposant une résistance à la rotation de la roue planétaire 11 même lorsque celle-ci tourne à vitesse constante.

On remarque que la roue dentée 24 et le pignon 26 constituent un multiplicateur de la vitesse de rotation du sous-ensemble compensateur 16 par rapport à celle de la roue planétaire 11. Autrement dit, le couple résistant de la roue planétaire 11 est multiplié par rapport à celui de l'arbre 19. Ceci accroît avantageusement la force périphérique transmise par la roue planétaire 11 aux satellites 7. Il est donc encore plus facile que dans l'exemple précédent de parvenir à ce qu'une charge compensatrice relativement faible en couple et en puissance produise à la périphérie de la roue planétaire 11 une force de réaction capable d'équilibrer celle transmise par l'arbre 14 à la denture intérieure 8 de la couronne 9 du train planétaire.

Dans l'exemple représenté à la figure 3, le volant 17 et l'arbre 19 sont coaxiaux avec l'arbre d'entrée 1, comme dans l'exemple de la figure 1. Toutefois pour éviter l'emploi de satellites de grand diamètre qui sont nécessaires dans l'exemple de la figure 1 pour réaliser le rapport de 10 entre le nombre de dents de la denture 8 de la couronne 9 et le nombre de dents de la roue planétaire 11, le train d'engrenages planétaire comprend deux trains planétaires individuels montés en série, 31a et 31b. Le porte-satellites 6a du premier train 31a est relié rigidement à l'arbre d'entrée 1. Il porte des satellites 7a qui engrènent d'une part avec une première denture intérieure 8a de la couronne 9 et d'autre part avec une roue planétaire intermédiaire lia qui est

solidaire en rotation du porte-satellites 6b du second train 31b. Les satellites 7b portés par le porte- satellites 6b engrènent avec une seconde denture intérieure 8b de la couronne 9, de même diamètre et même nombre de dents que la denture 8a, et avec la roue planétaire 11 du second train 31b, laquelle est solidaire de l'arbre 19 du sous-ensemble compensateur. La couronne 9 est solidaire d'une roue dentée conique 32 engrenant avec un pignon conique 33 solidaire de l'arbre de sortie 14 qui s'étend perpendiculairement à l'arbre d'entrée 1 et à l'arbre 19 du sous-ensemble compensateur, ce qui peut être intéressant pour les véhicules à moteur disposé transversalement. Le pourtour massif du volant 17 enveloppe périphérique ent la couronne 9. L'exemple de réalisation représenté à la figure

4 correspond à celui de la figure 3 excepté que le train d'engrenages à deux trains individuels est remplacé par un train unique 31 dont le porte-satellites 6 porte des satellites 7 composés chacun de deux pignons individuels, l'un 7c de relativement petit diamètre engrenant avec la couronne 9 et l'autre 7d de relativement grand diamètre engrenant avec la roue planétaire 11 solidaire de 1 ' arbre 19 et du volant 17. Ainsi, la force de réaction transmise périphériquement aux satellites 7 par l'intermédiaire de la roue planétaire 11 a autour de l'axe de chaque satellite 7 un bras de levier plus grand que la force de résistance transmise aux satellites 7 par la couronne 9. Ainsi, un couple relativement faible sur l'arbre 19 est, cette fois encore, capable d'équilibrer un couple relativement important sur la couronne 9.

Il est intéressant de noter que plus on augmente par des moyens de transformation mécanique tels que le multiplicateur de vitesses 24, 26 de la figure 2, le double train planétaire 31a, 31b de la figure 3, ou les satellites à deux pignons individuels 7c et 7d de la figure 4, l'influence du couple résistant sur l'arbre 19

par rapport à celle de la couronne 9, autour de l'axe de chaque satellite 7, et plus on permet au système de fonctionner avec des vitesses relativement faibles de l'arbre 19. C'est-à-dire que, considérant l'exemple de la figure 2, la présence du multiplicateur de vitesses 24, 26 ne se traduit pas par une augmentation de la vitesse de rotation de l'arbre 19 par rapport au cas de la figure 1, mais au contraire par une diminution de cette vitesse, la vitesse de rotation de la roue planétaire 11 étant encore davantage diminuée par rapport au cas de la figure 1. Dans l'exemple des figures --5 et 6, le train d'engrenages 31 est constitué par un mécanisme du type dit "différentiel cylindrique". Il comprend une roue planétaire d'entrée 34 reliée rigidement à l'arbre d'entrée 1, et une roue planétaire de sortie 36 solidaire de l'arbre 19 coaxial à l'arbre 1. Les roues planétaires 34 et 36 ont chacune une denture extérieure cylindrique. Un porte-satellites 37 est solidaire d'un pignon conique 38 engrenant avec un pignon conique 39, de bien plus grand diamètre, solidaire de l'arbre de sortie 14 de la boîte de vitesses. Le porte-satellites 37 porte au moins une paire de satellites 7a et 7b engrenant entre eux et engrenant chacun avec l'un des planétaires 34 et 36 respectivement. Grâce au grand diamètre du pignon 39, le couple résistant sur l'arbre 14 est transmis réduit au porte-satellites, ce qui permet l'équilibre avec le couple résistant du sous- ensemble compensateur.

Dans l'exemple représenté à la figure 7, qui ne sera décrit qu'en ce qui concerne ses différences par rapport à celui de la figure 1, la couronne 9 est couplée à l'arbre de sortie 14 par l'intermédiaire d'une cloche 22 dont la face extérieure porte les éléments d'un rotor 41 d'un moteur électrique 40 dont le stator 42, entourant le rotor 41, est fixé à la face intérieure du boîtier 4. La face intérieure de la cloche 22 porte un

pseudo-stator 43 d'une seconde machine dynamo-électrique 44 dont le rotor 46, entouré par le pseudo-stator 43, est solidaire de l'arbre 19 du mécanisme compensateur 16.

La machine dynamo-électrique 44 fonctionne en moteur pour la mise en route du moteur thermique 1 comme exposé précédemment, et en génératrice formant charge consommatrice d'énergie associée au sous-ensemble compensateur 16 lors du fonctionnement pour régler le rapport de transmission entre l'arbre d'entrée 1 et l'arbre de sortie 14 de la boîte de vitesses.

On parle de pseudo-stator 43 et non tout simplement de stator 43 car le pseudo-stator 43 joue électriquement le rôle d'un stator relativement au rotor 46 lié à l'arbre 19, mais tourne avec la cloche 22. Lorsque la machine 44 fonctionne en génératrice électri α ue , on règle la puissance qu'elle fournit, par exemple son excitation, de manière à créer sur l'arbre 19 un couple résistant ayant la valeur souhaitée compte tenu des conditions de marche du véhicule. Le courant excédentaire éventuellement produit par la machine 44 est envoyé au moteur 40 où il est transformé en énergie mécanique transmise à l'arbre de sortie 14.

La puissance produite par la machine 44 peut être réglée en tenant compte de divers paramètres de marche du véhicule. Par exemple, si le conduteur demande la puissance maximale du moteur, il souhaite généralement aussi que la boîte de vitesses assure un rapport de démultiplication permettant au moteur de fonctionner à régime relativement élevé au voisinage de la puissance nominale. On peut dans ce cas faire fonctionner la machine 44 selon une caractéristique correspondant à un couple mécanique résistant relativement faible pour permettre à l'arbre d'entrée 1 de prendre une vitesse de rotation plus importante par rapport à celle de l'arbre 14. Dans la réalisation représentée à la figure 8, le moteur 40, c'est-à-dire le rotor 41 et le stator 42,

sont supprimés. La génératrice 44 est alors commandée de manière à faire varier le couple résistant qu'elle transmet à l'arbre 19 du compensateur, ce qui, compte tenu de la puissance électrique demandée par le réseau électrique du véhicule, détermine une certaine vitesse relative entre les arbres 19 et 14. Le couple de réaction qui est opposé par le pseudo-stator 43 constitue un couple moteur additionnel transmis à la cloche 22 et par conséquent à l'arbre de sortie 14. En d'autres termes, on sait que la puissance mécanique est égale au produit du couple multiplié par la vitesse de rotation. Si l'on désire que l'arbre de sortie 14 tourne relativement vite par rapport à l'arbre d'entrée 1, on commande la machine 44 de façon que son couple électro-magnétique augmente, ce qui fait augmenter la résistance à la rotation opposée par la roue planétaire 11, et fait par conséquent augmenter la vitesse de l'arbre de sortie 14, c'est-à-dire la vitesse de rotation du pseudo¬ stator 43. Dans ces conditions, la vitesse relative du rotor 46 par rapport au pseudo—stator 43 a diminué, mais le couple électro-magnétique ayant augmenté, la puissance fournie est demeurée sensiblement constante, égale à celle demandée par le réseau.

Ainsi, la puissance de réaction transmise à l'arbre 19 par la machine 44 est toujours égale à la puissance électrique demandée par le réseau augmentée de la puissance mécanique restituée par le pseudo-stator 43 à la cloche 22 et à l'arbre de sortie 14.

Dans l'exemple représenté à la figure 8, un dispositif de réglage à thyristors 51 est monté en série avec la batterie d'accumulateurs 52 du véhicule entre les bornes de puissance de la génératrice 44. Le dispositif de réglage à thyristors 51 règle la force électromagnétique de la génératrice en fonction de la tension appliquée à une entrée de commande 53. La tension d'entrée 53 est la tension à la prise médiane d'un diviseur de tension 54

composé de deux résistances variables 56, 57. La valeur de la résistance 56 est fonction de la pression sur la pédale d'accélérateur 58 du véhicule. La valeur de la résistance 57 est fonction de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 14. Plus la pression sur la pédale d'accélérateur est forte et plus le couple électromagnétique est réduit pour augmenter le rapport de démultiplication dans la boîte de vitesses (réduire la vitesse de l'arbre de sortie 14 par rapport à celle de l'arbre d'entrée 1) . Plus la vitesse de l'arbre de sortie 14 est importante, et plus le dispositif 51 commande l'accroissement du couple électro¬ magnétique de la génératrice 44 pour réduire le rapport de démultiplication dans la boîte de vitesses.

En variante, par rapport à chacun des modes de réalisation décrits, on peut supprimer le volant 17 si le morne, t d'inertie des accessoires entraînés par le sous- ensemble compensateur est suffisant, compte-tenu en particulier de leur vitesse de rotation. Il existe par exemple des compresseurs de suralimentation centrifuges tournant à des vitesses très élevées et qui par conséquent, bien que relativement légers, sont capables d'opposer à la rotation de l'arbre 19 une inertie importante.




 
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