BE544292A - - Google Patents

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BE544292A
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/48Control of exclusively fluid gearing hydrodynamic
    • F16H61/50Control of exclusively fluid gearing hydrodynamic controlled by changing the flow, force, or reaction of the liquid in the working circuit, while maintaining a completely filled working circuit
    • F16H61/58Control of exclusively fluid gearing hydrodynamic controlled by changing the flow, force, or reaction of the liquid in the working circuit, while maintaining a completely filled working circuit by change of the mechanical connection of, or between, the runners

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Description

       

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   La présente invention est relative aux blocs mo- teurs et concerne, en particulier, les blocs moteurs compor- tant des convertisseurs de couple hydrauliques du type hydro- dynamique. Plus particulièrement encore, l'invention concerne des blocs moteurs, dans lesquels ces convertisseurs sont combinés à des machines motrices de moteurs à combustion. 



   L'invention est particulièrement applicable à la propulsion de véhicules ou d'autres formes de commandes par traction et, bien qu'elle ne soit pas limitée à ce domaine, d'utilisation, l'invention sera discutée et ses avantages seront mis en lumière dans son application aux commandes de véhicules automoteurs, à cause de sa faculté d'application particulière à ce genre de commande. 



   Dans les commandes de véhicules utilisant des dis- positifs de transmission d'énergie à vitesse variable, il est ordinairement souhaitable de prévoir un taux relativeé ment élevé de multiplication de couple dans de conditions de blocage ou calage de l'élément entrainé,   en 'vue   de pro- duire une accélération rapide et également en vue de   dispa-   ser d'un effort   de.traction   élevé aux faibles vitesses du véhicule.

     Dans'   les convertisseurs de couple hydrauliques du type hydrodynamique, tels qu'on les a conçus jusqu'à pré- sent, le taux élevé désiré de couple de démarrage ou de blo- cage a été obtnu de l'une ou l'autre des deux manières sui- vantes, à savoir en prévoyant dans le circuit hydraulique, au moins une .turbine à trois étages, grâce à laquelle des multiplications de couple de l'ordre de 5 à 6 ou davantage pour 1 sont obtenues lors d'un blocage,

   ou en   combinantnn   convertisseur de couple équipé d'une turbine comportant 

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 seulement un ou deux étages avec une certaine forme   d'en-   grenage auxiliaire de multiplication de couple pour aug- menter davantage le rapport de couple de démarrage en cas de besoin ou dans d'autres conditions nécessitant une mul- tiplication de couple plus élevée que celle qu'est capable de fournir un convertisseur de couple à un ou deux étages, à moins que le convertisseur soit relié aux roues du véhi- cule de manière à réduire matériellement la vitesse maximum du véhicule obtenable efficacement en commande hydraulique, en comparaison des pratiques usuelles.

   Ces deux expédients sont relativement coûteux, soit à cause du   coût     dû   au fait de devoir prévoir des convertisseurs à étages multiples avec un nombre relativement grand d'anneaux ou de couronnes d'ai- lettes, soit à cause du   coût   dû au fait de devoir prévoir   un engrenage auxiliaire *   
Par ailleurs, les convertisseurs de couple, comme on les construisait jusqu'à présent, présentent ordinaire- ment une caractéristique d'absorption de couple relative- ment constante, qui permet au moteur d'accélérer rapidement jusqu'à la vitesse maximum ou jusqu'à une-vitesse voisine de la vitesse maximum, lorsqu'on met les gaz dans des con- ditions de blocage .

   Ceci donne lieu à une application re- lativement très rapide de la pleine puissance   du .moteur ,   lors du blocage, et à des vitesses très faibles de l'arbre de la turbine, sans qu'il en résulte une augmentation cor- respondante du couple secondaire. Ce type de fonctionnement est également indésirable dans mains autres cas, à cause du niveau de bruit résultant de l'accélération rapide   d'un   mo- teur de la marche au ralenti à la pleine vitesse ou jusqu'à une vitesse sensiblement telle, au moment du blocage et pen- dant toute la période d'accélération, tandis qu'il est éga- 

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 lement indésirable à cause de la piètre économie de carbu- rant qui en résulte. 



   Les moteurs à combustion modernes à vitesses éle- vées présentent des caractéristiques de fonctionnement, qui sont très différentes de delles des moteurs plus anciens à vitesse lente* Il existe des moteurs qui, tant en ce qui concerne la vi.-tesse que les caractéristiques de couple sont extrêmement souples dans une gamme relativement grande de vitesses. Comme exemples typiques de tels moteurs, on peut citer ceux qui produisent un couple maximum à des vitesses voisines de la moitié de la vitesse à laquelle est dévelop- pée la pleine puissance, le couple croissant de la vitesse de marche au ralenti jusqu'à un maximum quelque part au voi- sinage de la moitié de la pleine vitesse et diminuant ensuite sensiblement à mesure que la vitesse croît jusqu'à celle à laquelle la pleine puissance est atteinte.

   Dans certains cas, la perte de couple peut atteindre jusqu'à   40%   ou davantage de la moitié de la pleine vitesse à cette dernière . 



   Compte tenu des caractéristiques précitées de cer- tains types de moteurs , ainsi que des caractéristiques de conversion du couple du type à turbine de convertisseur   hydro-   dynamique, la présente invention a pour objet général une forme nouvelle et perfectionnée de circuit hydraulique, qui, en particulier en combinaison avec un moteur ayant des ca- ractéristiques de puissance et de couple variables du type général susindiqué, permettra une exécution améliorée glo- bale d'efforts de   traction.dans   une large gamme de vitesses y compris le couple élevé requis de l'arbre entraîné en cas de blocage et avec une efficacité de pointe élevée,

   avec un nombre moins élevé d'étages d'ailettes que celui nécessai- re jusqu'à présent dans une installation comparable et avec      

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 des caractéristiques d'absorption de couple permettant de tirer le maximum de profit et d'avantage des caractéristi- ques de couple de sortie et de la souplesse du moteur. 



  L'invention a encore pour objet une nouvelle.forme de con- vertisseur de couple hydraulique, qui, tout en présentant les caractéristiques notées plus haut, est capable de fonc- tionner de deux manières différentes dans deux gammes dif- férentes de vitesses de l'élément entraîné ou de sortie,   en   sorte que dans la gamme des faibles vitesses une multipli- cation de couple égale à ou   excéfant   celle obtenue avec un plus grand nombre d'étages est assurée sans augmentation du nombre de rangées d'ailettes requis,

   tandis que dans la gam- me des vitesses élevées de l'élément entraîné une efficaci- té plus élevée est maintenue et une multiplication ou aug- mentation de couple est obtenue jusqu'à un rapport relati- vement élevé de la vitesse de l'élément entraîné à celle de   1' élément   d'entraînement. L'invention a également pour objet un nouvel agencement de convertisseur de couple présentant les avantages évoqués plus haut et permettant, par ailleurs, d'utiliser le mécanisme convertisseur de couple hydraulique en alternance avec une commande mécanique directe . 



   D'autres objets de l'invention, ainsi que les avan- tages résultant de sa mise en oeuvre ressortiront de la description suivante, dans laquelle sont décrites, à titre d'exemples non limitatifs, quelques formes d'exécution ap- propriées d'un appareillage pour mettre l'invention en oeuvre, en référence aux dessins ci-annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale centrale de la partie du circuit hydraulique d'un convertisseur con- stituant une application des principes de l'invention; - la figure la est une coupe suivant la ligne la- 

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 la de la figure 1 et comportant également un diagramme de vitesses montrant la valeur.de l'écoulement du fluide quit- tant les dernières ailettes de   -la   turbine, au moment du blocage ;

   - la figure lb est une coupe suivant la ligne lb-   1± de   la figure 1 et comportant un diagramme de vitesses montrant l'écoulement du fluide à l'entrée de la pompe, au moment du blocage; - la figure 1c est un diagramme similaire à celui de la figure 1, mais montrant les conditions d'écoulement au point de renversement ou changement de direction ; -la figure 1d est un diagramme de vitesses similai- re à celui de la figure 1b et montrant les conditions d'é- coulement du fluide à l'entrée de la pompe au point de ren- versement ou changement de direction; - la figure le est un diagramme illustrant les caractéristiques d'absorption de couple d'entrée d'un con- vertisseur mettant en application les peincipes de la pré- sente invention ;

   - là figure 1 f est un diagramme montrant les ca- du ractéristiques de puissance et de couple d'un moteur/type suivant la présente invention; - la figure 1g est un diagramme similaire à celui de la figure le ; - la figure 2 est une coupe similaire à celle de' la f igure 1 montrant une autre forme de convertisseur   appli-   quant les principes de l'invention; - la figure 3 est un diagramme plus ou moins con- ventionnel illustrant certaines caractéristiques de couple de convertisseurs suivant l'invention; - la figure 4 est une coupe centrale longitudinale 

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   d'un   convertisseur suivant l'invention comportant une com- mande mécanique directe à utiliser en alternance avec une 
 EMI6.1 
 commande à.6on:vrtisseur ; - la figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 4;

   - la figure 6 est une coupe similaire à celle de la figure   4,   montrant une autre forme similaire de convertis- seur avec commande directe suivant l'invention; - la figure 7 est une coupe suivant la ligne VII- VII de la figure 6, et - la figure 8 est un diagramme illustrant les ca- ractéristiques de rendement et de couple de convertisseurs du genre représenté aux figures 4 et 6.. 



   Le mécanisme illustré plus particulièrement à la figure 1 comprend un carter fixe 16, dans lequel est montée, de façon à pouvoir tourner, une roue de pompage constituant l'élément d'entraînement de l'appareil et comportant un dis- que 24 portant une couronne d'aubes ou ailettes   28   et un 
 EMI6.2 
 moyeu ou partie d'arbre creux 24a'-destiné à être connecté au vilebrequin ou autre élément entraîné   d'une.machine   motri- ce. Dans la chambre en forme de tore -formée par le carter 16 est également monté, de façon à pouvoir tourner, l'élément de turbine ou élément entraîné comportant un disque 42 et un moyeu ou partie d'arbre creux 44.

   Le disque 42 porte deux rangées d'ailettes de turbine 34 et 36, les premières étant disposées radialement à l'extérieur des aubes ou ailettes 28 de la pompe dans la partie de sortie radiale du circuit, tandis que les ailettes de turbine de la seconde rangée sont montées dans la partie d'entrée radiale du circuit.. 



   Une couronne d'ailettes 46 montée dans le 'circuit entre les ailettes 34 et 36 est portée par un dique 50 relié 

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 au moyeu creux ou partie d'arbre 48 ou solidaire de ce dernier. Pour la.facilité de la description,les ailettes 40      seront désignées sous l'appellation d'ailettes de réaction, bien que, comme il ressortira de la description suivante, ces ailettes puissent, dans certaines des structures   confor-   mes à l'invention, constituer des ailettes rotatives plutôt que des ailettes de réaction fixes, auquel cas, elles parta- gent également la nature d'ailettes de turbine, étant donné qu'elles transmettent de l'énergie aux éléments entraînés, lorsqu'elles tournent dans un sens opposé à celui des ailet- tes de la pompe 
Les ailettes de turbine et de réaction ont avanta- geusement,

   mais non nécessairement, la forme générale de profils dont la partie d'entrée est arrondie, comme dans le cas des ailettes décrites dans le brevet U.S.A. Lysholm n    1.900.118.   Par ailleurs, comme on le ferra sur les figu- res la et 1b, les positions angulaires de ces ailettes sont telles que, lorsque le liquide hydraulique est mis en   circu-   lation par la pompe dans la direction indiquée par la flèche 56, il tendra à faire tourner les ailettes   34   et 36 dans le même sens que le sens de rotation de la pompe et tendra à faire tourner les ailettes de réaction 46 dans le sens de ro- tation opposé 
L'agencement général de l'appareil représenté est connu et convient pour être employé conjointement avec une commande mécanique directe de la manière illustrée dans le brevet U.S.A.

   Lysholm   1.900.119,   un arbre de commande direc- te 8, qui passe à travers les parties d'arbre creux 24a et 44, pouvant être directement connecté soit à l'élément de   sor-   tie de la machine motrice, soit à l'élément de pompe 24a à l'aide d'accouplements appropriés, tandis que l'élément de turbine ou élément entraîné 44 peut être connecté à l'arbre de commande directe 8 par l'intermédiaire d'un accouplement 

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 d'entraînement. Etant donné que ces agencements structura ux sont bien connus dans la technique (voir brevet U.S.A. n    1.900.119)     dil   n'est pas nécessaire de les illustrer et de   le:   décrite dans le présent mémoire, pour permettre de   compren-   dre la présente invention.

   Les ailettes de réaction 46 peu- vent être bloquées contre toute rotation en connectant l'ar-      bre 48 au carter fixe 16 ou bien, comme il sera expliqué en détail plus loin, l'élément d'arbre 48 peut être connecté à l'aide d'un engrenage approprié à l'élément d'arbre entrai né   44,   de façon que les ailettes   46,   au lieu de rester fixes, tournent dans le sens opposé au sens de rotation des ailettes 34 et 36. 



   Une différence importante entre les agencements antérieurs et la-présente invention réside dans les' positions des ailettes de turbine et de réaction par rapport à la pompe et, en particulier, dans les positions radiales relatives du dernier étage de la turbine et de la pompe. Comme il ressort de la figure 1, les ailettes sont disposées, de façon que le dernier étage d'ailettes de turbine 36, qui tournent dans      le même sens que la pompe, aboutisse directement à l'entrée de la pompe , sans que soient interposés entre ces ailettes   un     uide   quelconque ou des ailettes de réaction ou encore des ailettes de turbine tournant en sens opposé.

     On   observe- ra également qu'en plaçant les ailettes de réaction et le d'entrée dernier étage des ailettes* de turbine du côté/radial du circuit opposé au côté, dans lequel est placée la pompe, et en   plaçant,,   par ailleurs, le premier étage d'ailettes de turbine 34 immédiatement à l'extérieur du côté ou du bord de décharge des ailettes de la pompe, on dispose d'une place suffisante pour que les bords extérieurs h des ailettes 36 de la turbine, qui aboutissent dans la pompe, puissent se trouver à une distance radiale de l'axe de rotation suffisant- 

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 ment grande, sans que l'on doive utiliser des dimensions de profils des lames   tro@   faibles. 



   L'importance de l'agencement général décrit ci-des- sus et de la relation décrite ci-dessus entre les ailettes réside dans le fait qu'avec un tel agencement les caractéris-      tiaues du convertisseur sont rendues telles que, lorsque la vitesse de l'élément de turbine ou élément entraîné diminue par rapport à la vitesse de la. pompe   dans'-le   sens d'un cala- ge ou vers l'arrêt, la capacité   d'absorption   du   coupe   du con- vertisseur augmente de manière relativement brusque, en sorte que la charge appliquée au moteur et en conséquence sa vites- se, même s'il fonctionne avec un étranglement complet, sont sensiblement réduites, lorsque la turbine approche de l'é- tat de calage.

   Ceci procure une caractéristique de marché hautement désirable pour la machine motrice dans son ensemble. ainsi qu'on l'expliquera plus complètement dans la suite du présent mémoire. 



   Le motif de l'augmentation de la caractéristique d'absorption de couple,obtenue avec un agencement d'ailettes tel que décrit plus haut, peut être compris le mieux en con- sidérant la discussion suivante relative aux facteurs   entrât)!   en ligne de compte, cette discussion étant.faite en référen- ce aux diagrammes des figures la à 1d. 



   La pression en colonne d'eau hydraulique produite par une hélice du type à pales ou ailettes, telle que la pompe employée dans les convertisseurs du genre en question, qui constitue une mesure du couple d'entrée nécessaire pout faire tourner la pompe, est exprimée par la formule bien établie suivante : 
 EMI9.1 
 

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 dans laquelle : 
H est la pression développée par la pompe; p est le rendement de la pompe; g est la pesanteur; ub est la vitesse périphérique de la pompe à la sortie ; u est la vitesse périphérique de la pompe à l'entrée; 
C est la vitesse absolue du fluide de travail; 
Ctb est la projection de C sur la tangente du cercle de la pompe à la sortie; 
C ta est la projection de C sur la tangente du cercle de la pompe à l'entrée. 



   On voit immédiatement, en considérant la formule donnée plus haut, que la valeur de Hp change lorsque change   la valeur du facteur Cta, à supposer que nI et Q soient inta   changés et , conformément à la présente invention, Hp diminue   anpréciablement,   lorsqu'augmente le rapport de la vitesse secondaire ou vitesse de la turbine n2 à la vitesse primaire ou vitesse de la pompe n1 (n2/n1). La variation du facteur ua.Cta dépend de la variation de l'énergie après que la turbine fournit   du fluide   à la pompe.. 



   Si l'on dispose , par exemple, d'un convertisseur de couple,dont la pompe présente un certain diamètre d'en- trée, on obtiendra les résultats suivants. On considérera   d'abord   les diagrammes de vitesse faisant parties des figures la et 1b, qui illustrent les conditions d'écoulement obtenues au bord de sortie h du dernier étage d'ailettes de la turbine et les conditions   d'écoulement   d'entrée prévalent au bord d'entrée a des ailettes de la pompe, lorsque la pompe est   en     narche   et que la turbine est stationnaire ou à l'arrêt, c'est-à-dire lorsque le rapport n2/n1 est égal à l'infini. 



  Dans le diagramme de la figure la, le vecteur C indique la 

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 ,vitesse absolue et la direction du fluide quittant les ailet- tes 30, ce vecteur indiquant également, puisque ces ailettes sont fixes, la vitesse relative wh, étant donne que la vites- se périphérique des ailettes   u,   est égale à zéro. La nrojec- tion de C sur la tangente du cercle de sortie de la turbine, s''tend,   cornue   le montre le   diagramme,   dans le sens opposé par rapport au sens de rotation normal des ailettes et   prései   te une valeur négative à l'arrêt.

   Si cette valeur négative devait être substituée dans l'équation donnée plus haut (en d'autres termes, si l'on devait supposer que Cth était égal à Cta), l'expression dans laquelle ce facteur se présente serait négative et, étant donné que l'expression dans son ensemble est négative dans l'équation, le facteur en question serait positif dans celle-ci, en sorte que Hp aurait une va- leur plus élevée que si Cth était positif. 



   Il est cependant fondamental pour les circuits hydrauliques du genre en Question que la composante tangen- tielle d'écoulement litre   C t augmente   lorsque diminua le   raye* .   du cercle auquel le courant est   tagent   et cette augmentation est directement proportionnelle au changement du rayon du cercle. A cet égard, il est à noter que ce changement dans tangentielle est indépendant de la   variation   de la vitesse la vitesse/de circulation du fluide dans le   circuit,     c est-à-   dire de la quantité de fluide mise en circulation par   l'ailet-   te par unité de temps.

   L'effet de cette caractéristique est illustré le mieux par le diagramme associé à la figure lb, qui illustre les conditions d'écoulement prévalant à l'en- trée de la pompe avec l'agencement représenté, lorsque la tur bine est à   l'arrêt.   Dans ce diagramme, le vecteur u indique   Ici   vitesse périphérique des ailettes de la pompe, tandis que le vecteur Cta représente la composante de vitesse tangentiel le du fluide arrivant aux ailettes. En comparant les diagram- mes des figures la et 1b, on verra que le vecteur Cta est 

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 sensiblement plus grand que le vecteur Cth .

   Lorsque les ailettes sont disposées de la manière représentée à la figure 1, le rayon des bords h est approximativement de 30% supérieu au rayon des bords a et, en conséquence, 'le vecteur Cta est approximativement 30% plus grand que le vecteur   C . Le   sens th du vecteur Cta est encore négatif et, par substitution dans Inéquation précitée, on obtiendrait une valeur sensiblement plus élevée de H p que si le vecteur Cth était substitué dans cette équation, ce qui serait le cas si les rayons des bords a et h étaient égaux.

   En conséquence, en plaçant les bords de sortie du dernier étage de la turbine, qui tourne dans le même sens que la pompe et alimente directement cette   derniè-   re à une distance radiale sensiblement plus grande à partir de l'axe de rotation que les bords d'entrée des ailettes de la pompe, des caractéristiques d'absorption de couple sensi- blement plus élevées sont communiquées à la pompe à l'arrêt aue ce ne serait autrement le cas. 



   Bien que la condition' évoquée ci-dessus et prévalant à l'arrêt soit hautement souhaitable pour les besoins de la présente invention et puisse varier en degré pour s'adapter à des conditions particulières, en choisissant la relation appropriée entre les distances-radiales auxquel- les se trouvent les bords a et h, cette condition ne serait pas souhaitable s'il fallait maintenir une'relation plus ou moins constante dans la gamme normale des vitesses de fonc-   tionnement   'delà turbine. Toutefois, cette constance de rela- tion ne s'obviant pas, comme on peut l'expliquer en référen- ce aux figures le et Id.

   Ces figures montrent, sous forme de diagrammes, les conditions pouvant être obtenues dans un mo- dèle type, lorsque le rapport des vinsses n2/n1 est supéri- eur à 0,5 ce qui est représentatif de la partie la plus éle- 

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 vée de la gamme normale des vitesses de la turbine par ra p- 
Dort à la vitesse de la pompe, les convertisseurs du menre   en   question atteignant ordinairement un état de   fonctionne-   ment auquel le couple de sortie tombe jusqu'aune valeur éga- le au couple d'entrée, lorsque le rapport des vitesses n2/n1 est de l'ordre de 0,0 à 0,8. 



   Dans le diagramme de la figure lc, la vitesse pé-   riphérique   des ailettes de la turbine est représentée par le vecteur uh. La vitesse relative du fluide quittant les ai- lettes de la turbine est donnée par le vecteur wh et, en fonction de la vitesse périphérique uh, la vitesse absolue du fluide quittant les ailettes est donnée par le vecteur ch. 



  La projection tangentielle de cette vitesse est donnée' par le vecteur Cth et on observera que le sens de cette compo- santé tangentielle de vitesse'est le même que le sens de rota- tion des ailettes, en sorte que le sens ou le signe de ce facteur est positif plutôt que d'être négatif comme à l'ar- rêt. 



   Si cette valeur positive est substituée dans la formule donnée plus haut, le facteur dans   l'équation   duquel elle fait partie est positif et est, par conséquent, sous- trait plutôt qu'ajouté aux facteurs restants dans   l'éoua-   tion. Il s'ensuit que la pression hydraulique produite par      la pompe est moindre qu'à   l'arrêt.   



   Si on considère à présent le diagramme de Ici figu- re ld, la vitesse périphérique à l'entrée de la pompe est montrée par la vecteur u , la vitesse d'entrée relative du a fluide dans la pompe par le vecteur wa et la vitesse .absolue du liquide à l'entrée de la pompe par le vecteur   C .   La com- posante tangentielle de la vitesse absolue est montrée par le vecteur Cta et, de même qu'à l'arrêt, par suite de la   dif-   férence entre les distances radiales auxquelles se trouvent 

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 les bords Il et ! des ailettes, le composant tangentielle Cta est plus grande que la composante Cth, la différence entre les grandeurs de ces. composantes étant proportionnelle au rapport entre les rayons a et h.

   Il   s'ensuit   que si l'on substitue la valeur positive plus grande de Cta dans la for- mule, on obtient une nouvelle diminution de la valeur H . 



   P 
En se référant à nouveau aux quatre diagrammes des figures la à Id , on remarque que le déplacement du bord extérieur ou de sortie du dernier étage d'ailettes de la turbine, de façon que ce bord se trouve à une distance radiale plus grande que le bord d'entrée des ailettes de la pompe, a pour effet d'augmenter dans une mesure apprécia- ble la caractéristique d'absorption de couple de la pompe, lorsque la vitesse de la turbine diminue depuis sa vitesse de fonctionnement normale jusqu'à l'arrêt, en comparaison d'une structure dans laquelle deux séries de bords d'ailet- tes sont sur les mêmes rayons ou sensiblement sur les mêmes rayons du dans laquelle les bords de sortie des ailettes de la turbine sont sur un rayon plus court que les bords d'en- trée des ailettes de la pompe.

   Si on suppose, par exemple, que les bords a et h sont sur le même rayon , la différence dans la valeur de H lorsqu'on est à l'arrêt et une valeur p de 0,5 ou davantage, pour le rapport de vitesses n2/n1, est représentée par le changement dans les valeurs des vecteurs   Gth et   Cta, qui sont dans ce cas égales, la valeur de Hp augmentant,mais seulement dans une faible mesure, lorsque la vitesse de la turbine diminue à partir d'un rapport n2/n1 jusqu'à l'arrêt . 



   D'un autre côté, avec le présent agencement, cette variation de la valeur de H , lorsque la vitesse de la tur- bine diminue vers   l'arrêt ,   est   représentés par   le   changement   de valeur du produit des vecteurs Cth ua   et,co.:

  i...e   il ras- 

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 sort de la discussion précédente, ceci représente une   aug-   mentation très notable de la quantité dont la pression dans la rompe est augmentée à l'arrêt, lorsqu'on place les bord,.- de sortie du dernier étage de la turbine sensiblement plus loin dé l'axe de rotation que les bords d'entrée des ailet- tes de la pompe 
Il est notoire que la vitesse de circulation du fluide de travail dans le circuit est fonction de la pres- sion hydraulique Hp développée par la pompe , cette vitesse augmentant à mesure que croît la pression hydraulique .En conséquence, la présente structure qui tend à augmenter ra- pidement la valeur de Hp, lorsque la turbine approche de l'arrêt, produit également une augmentation de la vitesse de circulation,

   à tel point que la caractéristique d'absorption de couple du convertisseur s'accroît rapidement lorsque la vitesse de la turbine diminue.Le caractère souhaitable de cette caractéristique, en particulier lorsqu'elle est com- binée avec certaines caractéristiques de sortie de couple pouvant être obtenues dans les moteurs à combustion interne, sera montrée plus tard, mais avant de considérer cette phase de l'invention une   autre   -caractéristique de la nature de l'augmentation de l'absorption du couple, .lorsqu'on approche de l'état de calage ou d'arrêt, doit être prise en considé- ration, cette autre caractéristique étant obtenue grâce à la Drésente invention . 



   Comme on l'a noté précédemment, une caractéristi- que de base des convertisseurs du genre en'question réside dans le fait que la valeur du couple de sortie ou couple secondaire diminue, lorsque la vitesse de l'élément de tur- bine augmente à partir de l'arrêt et ce jusautà une valeur   éale   au couple d'entrée, avant que la vitesse de l'élément de turbine atteigne la vitesse de la pompe, la valeur du 

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 rapport n2/n1 à laquelle le rapport des couples devient   égal à 1 :1 ordinairement quelque part dans la gamme allant de 0,6 à 0,8.

   Le ropport des, vitesses n2/n1, pour égal , pour   leauel le rapport des couples devient à 1:1, est ordinai- rement désigné sous l'appellation de point de transition, étant donné que, lorsque le rapport des couples toabe à 1:le une forme de commande autre qu' une commande continua par convertisseur de couple doit être employée, si l'on désire un rapport plus élevé entre la vitesse de l'arbre entraîné   et   la vitesse du moteur ou de la pompe. Il est hautement souhaitable, pour des raisons qui seront discutées plus loin, de faire en sorte, pour les besoins de la présente invention,   que l'on   obtienne un rapport relativement élevé entre les valeurs de la caractéristique d'absorption de   coupb   du con- vertisseur au point de transition et la valeur d'absorption du couple à l'arrêt.

   Dans de nombreux cas, il peut être sou- haitable de prévoir une structure, dans laquelle le conver-   ... '  ' autant tisseur absorbera 5 à 6 fois ou davantage de couple à l'ar- rêt qu'au point de transition et, dans certains cas, il peut être souhaitable que l'absorption de couple à l'arrêt attei- gne jusqu'à 10 fois l'absorption de couple au point de tran- sition. 



   On a vu précédemment comment, conformément à la présente Conception , l'absorption de couple à   l'arrêt-   en comparaison de l'absorption de couple au point de transition ou au voisinage de ce point, peut être notablement augmen- tée par les positions radiales relatives de certains des bords des ailettes. On a constaté qu'il doit exister une certaine relation nécessaire entre le rayon des bords de sor- tie des ailettes du dernier étage de la turbine et le rayon des bords d'entrée des ailettes de la pompe, si l'on doit obtenir les résultats désirés.

   La nature de cette relation 

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 peut être comprise le mieux en se référant à la figure le, dans   laouelle   le rapport du couple d'entrée à l'arrêt (m1 arrêt) par rapport au couple au point de transition (M1 transition) est porté en ordonnée, tandis que le   rappor      du rayon (r, ) des bords extérieurs des ailettes du dernier h   étage de la turbine au rayon (ra)des bords d'entrée des ailettes de la pompe est porté en abscisse. 



   Dans le diagramme, la courbe M représente le rap- port des couples d'entrée à l'arrêt et au point de transi- tion . Comme le montre la nature de cette courbe,l'augmen- tation de la valeur du rapport du couple d'entrée   à.   l'arrêt au couple d'entrée au point de transition ne se fait pas selon une ligne droite en fonction de l'augmentation du rayer des bords extérieurs des ailettes de la turbine par rapport au rayon des bords d'entrée. des ailettes de la pompe .

   Au contraire, plus le rapport mentionné en dernier lieu augmen- te, plus rapidement le rapport des couples augmente et, comme le révèle la courbe en question, en plaçant les ailettes du dernier étage de   la'turbine   de façon que leurs bords exté- rieurs se trouvent à une distance radiale incluse dans un intervalle n'excédant pas de plus de 15% environ celle dee bords d'entrée des ailettes de la pompe, on produit   un   petit effet appréciable, en ce sens qu'il se 'produit une augmenta- tion du rapnort des couples d'entrée à l'arrêt et au point de transition.

   Comme le révèle la courbe M, qui est basée sur des résultats d'essais, une valeur d'approximativement 2,5 pour le   rannort   des- couples à l'arrêt et au point de transi- tion pour un convertisseur donné a été obtenue avec un agen- cement d'ailettes, dans   lenuel   les bords de sortie h des ai-- lottes de la turbine et les bords d'entrée a des ailettes de la pompe étaient   approximative   lent à la   même   distance 

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 angulaire.

   Dans un tel convertisseur, le décalage des bords h des ailettes de la turbine jusqu'à   un-?   distance angulaire excédant d'environ 10% la distance du bord d'entrée a des ailettes de la pompe , n'a donné lieu qu'à une très faible augmentation de la valeur du rapport des couples à l'arrêt et au point de transition , à savoir une augmentation jusqu'à une valeur un peu supérieure à trois .

   D'un autre côté, ce- pendant, un changement de la position des bords de sortie h des ailettes de la turbine jusqu'à une position où le rayon est de 50% supérieur à celui des bords   d'entrée a   des ailet- tes de la pompe a donné lieu à une augmentation de la valeur du rapport des couples à l'entrée et au point de transition d'environ 18.   En.d'autres   termes, on a ainsi obtenu une aug- mentation approximativement septuple de la valeur du rapport. 



  Une valeur de 18 de ce rapport est une valeur qui n'est ordi- nairement pas nécessaire   * D'autres   facteurs rendent ordinai- rement une conception appropriée d'un convertisseur avec un rapport rh / ra de 50% ou davantage plus difficile que la conception d'un convertisseur équivalent avec une valeur plus faible de ce rapport .En conséquence, pour obtenir le béné- fice maximum de la présente invention, il est préférable d'agencer les ailettes de façon que le rapport   rh/ra   soit compris entre une limite inférieure de 1,15 environ et une limite supérieure déterminée par les exigences pratiques, mais ordinairement non supérieureà environ 1,5. 



   Toutefois,le rayon d'entrée de la pompe ne présente pas une valeur constante, tandis que la variation du rayon d'entrée de la pompe n'a pas d'influence sur la pente de la courbe de couples, qui comme on l'a signalé plus haut dépend de la variation de l'énergie, entre l'arrêt et la point de transition, contenue dans le fluide en circulation, lorsque celui-ci quitte la turbine en avant de la pompe 

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Comme facteur fixe et inchangable pour la   relatif        vis-à-vis du rayon de sortie de la   dernière  rangée d'ailetttes de turbine, on a choisi le diamètre extérieur du circait hydraulique, qui constitue une mesure, utilisée international      ment, des dimensions du système.

   On a alors constaté que les valeurs selon la figure lg pour Marrêt et Mpoint de transi- varieront entre les limites données par les expressions suivantes : 
 EMI19.1 
 dans lesquelles rh est le rayon de sortiede la dernière turbine et rc est le rayon extérieur de la chambre de tra- vail, en sorte que, conformément à l'invention,   rh/rc   varie- ra de 0,5 à   0,8.'Une   variation de 0,53 à 0,63 s'est avérée très importante pour des convertisseurs destinés à des véhicules à passagers. 



   On part alors , pour le calcul, de la même formule que précédemment, à savoir de 
 EMI19.2 
   Toutefois, u = rc.#, # étant la vitesse an- ' a a '   gulaire de la pompe. Le dernier facteur devient donc ra.  #   Cta.  #   (ra . Cta).Dans l'espace entre la dernière tur- bine et la pompe, la relation ra. Cta rn. Cth est ce- pendant prévalante. Ainsi, la formule peut être changée en 
 EMI19.3 
 
Si on compare cette formule à la précédente, on   trouve que le facteur u . C a été transformé en usr .C a ta h th   dans lequel on suppose que le facteur   ur est   constant 
On a ainsi obtenu un terme pour Hp dans lequel rh 

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 seul est inclus et non comme précédemment an relation avec le rayon d'entrée de la pompe.

   C'est pourquoi, on a considé- ré qu'il est plus justifié de référer rh au rayon extérieur rc du circuit hydraulique. 



   A l'arrêt rh . Cth est négatif, comme il a été montré précédemment, ce qui augmentera la valeur de Hp et par conséquent le Marrêt. Cette augmentation sera plus grande à mesure que rh croît. Au point de transition rh . Cth est positif, comme montré également précédemment , et diminuera la valeur de Hp et ainsi le Mtransition'en sorte que la diminution sera d'autant plus grande que rh augmente.. Il s'ensuit que Marrêt/Mtransition, augmente, si rh augmente. 



    Celé.   signifie que, pour un couple d'entrée constant, la vi- tesse du moteur sera plus faible à l'arrêt qu'au point de   transition   et aussi faible que la racine carrée du rapport entre l'absorption du couple à l'arrêt et l'absorption du couple au point de transition. D'autres facteurs que ceux mentionnés, qui possèdent une certaine influence , se sont avérés tellement faibles en comparaison de la variation de rh que ces facteurs sont inclus'dans les limites pour les courbes définies par les formules. 



   En rapport avec la discussion précédente, il est par ailleurs souhaitable de signaler qu'un changement dans l'angle de sortie des ailettes de la turbine, en particulier de celles du dernier étage de la turbine, influence également les caractéristiques de l'absorption du couple d'entrée du convertisseurs. Si l'angle de   s@rtie   des ailettes du dernier étage de la turbine est augmenté, il y aura tendance à la diminution de la valeur de l'absopption du couple du conver- tisseur de   l'arrêt   jusqu'au point de transition et vice-versa. 



  Toutefois, l'effet de la variation de l'angle de sortie des ailettes du dernier étage de la turbine est moindre pour une prieur relativement élevée du rapport rh/ra que pour des      

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 valeurs plus faibles de ce rapport . 



   Avec des agencements d'ailettes suivant la présen- te invention, une variation plus grande que jusqu'à présent de l'angle de sortie des ailettes du dernier étage de la tur bine est possible pour le constructeur, pour satisfaire à des conditions spécifiques. Cet angle ne sera, de préférence, pas inférieur à environ 20 , comme limite inférieure mais peut dans certains cas plus ou moins extrêmes être de 90  ou même davantage, ce dernier cas fournissant ce que l'on peut considérer comme un angle de sortie négatif* Ordinaire ment, la limite supérieure n'excédera   pependant   pas environ 
55 . 



   Avec un convertisseur ayant les caractéristiques fournies par les principes discutés plus haut, on considére- ra à présent la nature des résultats améliorés obtenus dans une machine motrice, dans son ensemble, qui combine un tel convertisseur avec un moteur à combustion interne du type ayant une gamme de vitesses relativement large et ayant, par ailleurs, une caractéristique de couple de sortie qui produit un couple diminuant sensiblement à partir d'une valeur maximum qui se présente sensiblement à la vitesse médiane de la gamme de vitesses, jusqu'à une valeur sensiblement moindre, qui se présente à la fois à faible vitesse et à la vitesse à laquelle la puissance maximum est développée. 



   Dans les discussions précédentes, les divers fac- teurs et   caractéristiaues   ont été considérés sur la base du fonctionnement du convertisseur à une vitesse constante de l'arbre d'entrée, mais comme on l'aura déjà compris l'inven- tion a pour objet un convertisseur et une machine motrice donnant lieu au fonctionnement d'un véhicule, qui fera usage de vitesses fortement variables de l'arbre   d'entrée.   En rap- port avec la discussion suivante concernant la relation de 

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   coopération     entre @@    convertisseur   suivant l'invention et un moteur à combustion interne à couple variable et à vitesse variable , il faut ne pas perdre de vue que, toutes autres conditions étant égales,

   la caractéristique d'absorption de couble d'un convertisseur du genre   considéré   est telle   @@@     1' absorption de     couple   pour un   rapport   n2/n1 donné   var@   sensiblement en fonction du carré de la vitesse de l'arer   d'entrée .    



   Afin d'illustrer plus clairement la nature de la performance obtenue, on a représenté à la figure 1 f un dia- gramme donnant les caractéristiques de puissance en chevaux, de couple et d'économie de combustible d'un moteur à combus- tion interne connu à huit cylindres de 324 cm3 avec une cour- se en pouces de   (3-1/4"   x 4-7/8) en production commerciale , Sur cette figure, on a porté en abscisse le nombre de tours pa.r minute   (TPM)   du moteur (en centaines de tours) et en or- donnée la puissance eu chevaux au frein   (BHP),   le couple (T) en pieds/livres et la consommation de carburant (FR) en livre. par puissance et heure. La courbe A est relative au couple, la courbe B à la puissance et la courbe. C à la consomma- tion de carburant.

   Il ressort du diagramme de la figure If qu'une puissance maximum est atteinte à 3200 tours par minu- te, tandis qu'un couple maximum de 240 pieds/livres est obte- nu à 1000   tour;:;   par minute,-la valeur du couple tombant à 185 pieds/livres à 3200 tours par minute et à cette même va- leur à environ 500 tours par minute. 



   Le type de moteur illustré convient pour la propul- sion de véhicules avec une   tr@nsmission   dans laquelle une commande mécanique directe est utilisée alternativement avec une commande nar convertisseur. Dans ces commandes,. il y a toujours ce que   l'on   peut appeler un "point de transition ou de changement du   véhicule",   qui se présente lorsque, lors d'un fonctionnement à plein étranglement du moteur, une vi- 

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 tesse plus élevée du moteur avec la commande par   con@erti@-   sour serait moins avantageuse qu'une   tr@   asition ou passage à la   cent!.onde   directe.

   Ce point de transition se présente tou- jours, lorsoue le   rapport   des vitesses n2/n1 en commande hydraulique est inférieur à 1 et, lorsqu'on passe à la com- mande directe, le rapport des vitesses n2/n1 divient égal à l'unité, en sorte que la vitesse du moteur est réduite, lors- que la transition ou le passage à la commande directe est effectué. Avec un moteur dont la courbe de couple s'élève, lorsque la vitesse décroît à partir de la pleine vitesse, le point de transition convenable du véhicule se présente pour un rapport   il?/il   développant dans le convertisseur une mul- tiplication de couple qui est équivalente à l'augmentation du couple du moteur occasionné par la réduction de la vites- se du moteur résultant du passage ou transition à la commande directe.

   Avec un tel point de transition, la puissance four- nie par l'arbre entraîné dans la commande par convertisseur juste avant la transition et dans la commande directe juste après la transition sera donc approximativement la même. 



   Si an considère à présent le moteur, dont les ca- ractéristiques ont été données plus haut, l'application con- venable d'un convertisseur typique suivant, la présente inven- tion nécessiterait par exemple, en ce qui concerne un point de transition approprié, une structure, dans laquelle le rap- port du couple secondaire au couple primaire (M2/M1) aurait une valeur d'environ   1,26   pour un rapport de vitesses   il 2/111   d'environ 0,68 etun endement d'environ 84% pour ce rapport de vitesses. un convertisseur à deux étages présentant ces caractéristiques peut être aisément obtenu en mettant en oeu- vre les principes connus suivants de construction. 



   Si on   supnose   qu'au moteur mentionné ci-dessus est connecté un convertisseur présentant des dimensions teller qu'il puisse absorber une puissance de 115 chevaux à un r 

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 port de vitesses n2/n1 de   0 'DE,5   la puissance fournie à l'ar- bre entraîné par le convertisseur, lorsque le moteur fonc- tionne à   3.200   tours par minute et développe une puissance de 115 chevaux, sera approximativement égale à 9o chevaux.

   Lors- oue le passage à la   commande   directe est effectué à ce point de transition, la vitesse du moteur, eu supposant constante la vitesse du véhicule, tombera à   2.200   tours par minute, le moteur développant alors une puissance d'environ 96 chevaux et, comme la commande directe a un rendement d'environ 100%, la puissance fournie à l'arbre entraîné sera approximative- ment la même que celle développée par la commande hydraulique juste avant que la transition soit faite. 



   .En combinant un moteur du genre .décrit, oui pré- sente un couple s'élevant rapidement à mesure que la vitesse diminue à partir de la pleine vitesse, avec   un   convertisseur de couple ayant des caractéristiques conformes à la présente invention, et permettant d'utiliser efficacement   un   tel mo- teur, on obtient l'avantage selon lequel le point de transi- tion du véhicule peut être obtenu dans un état de marche du convertisseur où ce dernier produit encore une multiplication de couple, plutôt qu'à un rapport plus élevé de n2/n1 où le convertisseur a cessé de produire une augmentation quelconque du couple secondaire par rapport au couple primaire.

   Si l'on employait, par exemple, un moteur ayant une courbe de couple sensiblement plane dans la partie supérieure de la gamme des vitesses, il se produirait peu ou pas d'augmentation du couple moteur, lors du passage à la commande directe, pour compenser la chute de vitesse du moteur   provocuée   par le passage à la commande directe. En conséquence, dans ce cas, le- point de transition approprié doit correspondre à un point où il ne se produit sensiblement pas de multiplication du couple dans la commande par convertisseur.

   La raison pour   lanuellc   il pst 

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 avantageux que le point de transition corresponde a un point où le convertisseur de couple produit une multiplication de couple,   réside   dans le fait qu'ordinairement la marche du convertisseur depuis un point où il peut produire une multi- plication du couple d'environ   1,25:1  jusqu'à un point où au- cune multiplication du couple n'est produite, est relativement inefficace en comparaison de la marche dans laquelle une mul- tiplication plus élevée du couple est développée dans le con-:   vertisseur.

   Par conséquent ; fait que l'on est à même de   placer le point de transition en un point, où une certaine multiplication du couple est produite dans le convertisseur, les gammes efficaces élevées et basses du rapport des vites- ses n2/n1 du convertisseur sont évitées. 



   Si l'on suppose, par ailleurs,, que conformément au principe de la présente invention, le convertisseur est   agen-   . ce de façon que le' rapport M1 arrêt/M1 transition est égal à environ   6,4,ce   qui conformément aux courbes montrées aux figures le et lg indique un placement des bords de sortie des ailettes du dernier étage de la tubbine, d'une part, par   rap..   port au diamètre extérieur du circuit de liquide, de façon qu le rapport rh:

  rc soit approximativement de   0,70   et, d'autre part, par rapport aux bords.d'entrée des ailettes de la pom- . pe, de façon que le rapport rh/ra soit approximativement de 
1,25 , la caractéristique croissante d'absorption du couple du convertisseur doit être telle que, si   l'entraînement   s'ef- fectue par le moteur dont question plus haut, dans des   condi..   tions d'arrêt, la vitesse du moteur sera ramenée à environ   1600   tours par minute à partir de la vitesse de 3200 tours par minute, qui représente la vitesse de pleine étranglement du moteur au point de   transition.   Avec un convertisseur du genre décritici, il est aisément possible d'obtenir une   mul-   tiplication du couple M2/Mr d'au moins 3,5 à l'arrêt.

   Cette multiplication de couple combinée avec l'augmentation du cou- 

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 ple du moteur de 185   pieds/livres   à 3.200 tours par minute jusqu'à 240 pieds/livres à 1000 tours par minute donne multiplication globale du couple d'environ 4,75, qui constitue une valeur adéquatement élevée pour la partie de transmission de la commande usuelle d'un véhicule et peut, dans certains cas, notamment dans le cas de véhiculesà passagers, être sen-   siblement   supérieure à la multiplication nécessaire. 



     En   plus de l'avantage obtenu de cette façon,   d'au-   tres avantages importants sontacquis.   En   prévoyant un conver- tisseur qui ramènera la vitesse du moteur jusqu'à une valeur aussi faible que 1600 tours par .minute à   1 '.arrêt,   l'accéléra- tion rapide indésirable du moteur'de la marche à vide à la pleine vitesse ou sensiblement à la pleine vitesse; lors du démarrage du véhicule, est évitée.

   Une accélération rapide d'un moteur jusqu'à une vitesse' élevée ,lors du démarrage est indésirable à cause du .bruit inévitable et-à cause du fait que cette accélération estpréjudiciable au point de vue de la consommation de carburant.   En.   maintenant.   la.  vitesse du moteur à une faible valeur'au   'moment   du démarrage et pendant les premiers stades de l'accélération du véhicule, le moteur fonctionne sur la partie la plus économique de la courbe de consommation de carburant   spécifique,  comme il ressort clai- rement de la figure If , et si l'agencement est, du type dé- crit plus haut, on verra qu'à partir de l'arrêt, lorsque le moteur tourne à 1600 tours par minute,

   la   première.'accéléra-   tion se produira avec une augmentation de la vitesse   'du     moteui   dans une gamme de vitesses oùla puissance développée par le moteur augmente de manière relativement rapide, même si le couple du moteur diminue légèrement. 



   Dans la discussion précédente, on a   supposé   qu'il était fait usage d'un convertisseur dont les  ailles   étaient    agacées de manière à obtenir un rapport !-il arrêt/M1 ppor l arrêt 1 transi- tion   

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 de 6,4. Si on le désire, cette valeur peut, comme on l'a si- gnalé précédemment, être aisément augmentée jusqu'à une valeur sensiblement plus élevée, auouel cas la vitesse du moteur à l'arrêt peut être ramenée à une valeur encore plus faible par exemple jusqu'à 1200 tours par minute.

   Si ceci était le cas, on obtiendrait un effort de traction quelque peu moindre à l'arrêt, mais d'un autre côté la courbe de l'effort de traction ne tomberait pas aussi rapidement, lors du dépla- cement initial du véhicule à partir de l'arrêt, étant donné que.; dans ces conditions.le moteur opérerait initialement sur une partie croissante de sa courbe de coupe. 



   Il résulte de la description précédente que, quelle que soit la forme spécifique du convertisseur lorsque le sys- tème d'ailettes est agencé conformément à l'invention et lorsque le convertisseur est combiné avec un moteur ayant certaines caractéristiques spécifiques de puissance et de couple, de nombreux avantages substantiels sont obtenus pour une commande par traction à l'aide d'un convertisseur, qui peut présenter une structure relativement   sipple   et comporter   un   nombre très faible d'étages d'ailettes. 



   L'invention est applicable à de nombreux types spé- cifiques de convertisseur et la figure 2 représente un systè- me d'ailettes incorporé dans un convertisseur comportant un carter rotatif plutôt qu'un carter fixe avec un arbre de com- mande directe comme à la figure 1. Ainsi que le révèle la fi- gure 2, l'élément primaire ou 'élément d'entraînement 24 est constitué par   un   carter   tournant ,   propre à   être   relié à un moteur (non représenté) et à être entraîné par celui-ci. Le carter porte les ailettes   28   de pompage.

   Quant au disque 42 de la turbine, il porte les deux étages d'ailettes 34   et. 36,     tanuis   que les ailettes de réaction 46 sont portées par le disque de réaction 50, comme décrit précédemment.   En   plus d'une 

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 EMI28.1 
 carcer rotatif, le convertisseur selon la présente 1/ck d'ex- cution diffère de celui décrit précédemment, par L- fl. q , . les ailettes 34 du premier étage de la turbine sont a,= '3:;r.>;- sur le côté radial d'entrée du circuit, du sorte eue 0.68 cl- lettes plus longues sont prévues pour la   pompe.   



   La figure 3 représente, sous forme d'un schéma plus ou moins conventionnel,les caractéristiques du   convertisseur     reorésenté,   en comparaison de types connus de convertisseurs, en ce qui concerne le rapport des vitesses d'entrée et de ser. tie n2/n1.Dans ce schéma, les lignes en trait plein M1 et n2 indiquent respectivement les caractéristiques d'absorption du couple d'entrée et les caractéristiques de vitesse   (}'en-   trée résultante du   présent   convertisseur, tandis que les li- -lies en traits interrompus M'1 et n'1 indiquent les caracté- ristiques correspondantes de ce que l'on peut considérer com- me une formé connue classique de convertisseur. 



   Dans la description de la discussion des formes d'exécution   rprécédentes,   la nature et les caractéristiques de l'invention ont été considérées sans égard au. fait que les ailettes de réaction 46 sont ou non mises, pendant la marche du convertisseur, dans l'impossibilité de tourner dans un sens opposé de celui de la pompe et de la turbine, tandis qu'on ne s'est pas davantage préoccupé de savoir si les ailet- tes de réaction 46 sont incorporées dans l'appareil de.façon oue, lorsque le convertisseur fonctionne, ces ailettes de ré- action tournent en direction opposée et deviennent en fait, des ailettes de réaction mobiles plutôt que des ailettes de réaction fixes et fonctionnent   également,   grâce   à   une connex- ion par engrenage,

   de manière à transmettre   le     couple   à l'é- lément   entraîné,   ces   ailettes     pouvant   dès lors être   consid'.-   rées   corne   des ailettes   à   rotation   inverse     ou     onoosée.   
 EMI28.2 
 l' uti li?3.tioll c'ailettes de turbine toiu'ir-at  #! 

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 opposé est connue de manière générale et, pour la facilite' de la description, des convertisseurs comportant de telles ailettes seront désignés, dans la suite du présent mémoire, comme étant des convertisseurs à rotation double, par   opposi-   tion aux convertisseurs à rotation simple,

   dans lesquels les ailettes de réaction sont dans l'impossibilité de tourner en sens opposé. 



   La présente invention est particulièrement avanta-   geuse,   lorsqu'elle est appliquée à des convertisseurs à ro- tation double et ce pour les raisons indiquées plus   loin.   Les figures 4 et 5 des dessins ci-annexés représentent, à titre d'exemple, une forme d'exécution de   l'invention,   sous la for- me d'un convertisseur à rotation double, combiné avec une telle commande directe. 



   Aux figures 4 et 5, le circuit hydraulique illustré est contenu dans une structure du type carter tournant, dans lequel le carter tournant 24, qui est entraîné par le volant 12 du moteur par une liaison dentée ou analogue 32, porte les ailettes 28 de la pompe. L'élément de .turbine 44, qui est porté par des paliers 58 et 60 , présente une partie de roue 42, qui porte les deux rangées d'ailettes de turbine 34 et 36.   Entre   ces rangées d'ailettes, la rangée d'ailettes de réaction 46 est portée par un disque 50 formant une partie de l'élément de réaction ayant une partie d'arbre creux 48 à laquelle est verrouillé un prolongement d'arbre creux 62. 



  Entre l'arbre entraîné 44 et le prolongement 62 de l'élément de réaction est monté un accouplement à roue libre 110 agencé de façon que, lorsque l'élément de réaction tend à tourner dans le même sens que l'élément 44, l'accouplement entre en service, de façon à empêcher l'élément 62 de dépasser l'élé- ment 64, tout en permettant librement une rotation en   nens op-   

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 posés relative entre les parties. 



   L'élément 62 présente également un pignon solaire 366 engrenant avec des pignons planétaires 370, qui   entretien   à leur tour avec une couronne dentée   intérieurement   portée par un élément 368 calé sur   1' élément   entraîné   44.   Les   pi-   gnons   370   sont portés par un support approprié 376. Entre ce support 376 et le carter fixe 16 se trouve un accouplement à roue libre 378 agencé de façon à empêcher le support   37o   de tourner dans un sens opposé à celle des éléments de la. pompe et de la turbine, tout en permettant au support   37b   de tourner   librement   dans le même sens que ces éléments. 



   Un accouplement de fixation à multiples disques est interposé entre le carter rotatif 24 et l'élément de réaction Cet accouplement comprend un certain nombre de plateaux 270 mobiles en direction axiale et calés sur le prolongement 122 du carter rotatif, ainsi qu'un certain nombre de plateaux intermédiaires 254 calés   asialement   sur un prolongement 252 en forme de cloche de l'élément de réaction 48. Ce dernier porte également un plateau d'appui 256, qui ne peut pas se mouvoir en direction axiale, et un piston ou plateau d'action nement mobile en direction axiale, logé dans un évidement annulaire approprié de l'élément 252 et agencé pour mettre l'accouplement en service ou hors service sous l'effet d'une pression hydraulique établie dans la chambre 264 sous la com- mande d'un   élément   de soupape 350. 



     L'élément   de   sou@apage   350 est actionné de façon à   mettre     l'accouplement   en service ou hors service par l'inter- médiaire d'une fourche 354 (voir figure 5), montée sur   un   pivot et dont l'action est commandée par un système, de ser- vomoteurs 352 et 362 actionnés   hydraulique méat   et   auxquels   un fluide   sous   pression est   amené ou   dont un fluide sous   Ores,     sion   est éloigué sous la commande de la   soupape   axialement   metile 3@6.   

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   Le fluide sous pression servant à actionner ces servomoteurs et également à maintenir une pression hydrauli- que de base désirée dans le circuit du convertisseur est fourni par une pompe à engrenage 380 entraînée par le prolon- gement 122 du carter rotatif par l'entremise du pignon in- termédiaire 384 engrenant avec des pignons 386 portés par la pièce 122 et avec le pignon 382 porté par l'arbre de la pompe 
La périphérie extérieure du prolongement 252 de l'élément de réaction constitue une surface de freinage, sur laquelle peut s'adapter une bande de frein 358 servant à em- pêcher l'élément de réaction de tourner. Ce frein est action- né par l'intermédiaire de la bande 360 et du levier d'action- nement 364 par le mouvement dirigé vers le haut du piston du servo-moteur 362 et est relâché par l'action du ressort for- mant une partie de ce dispositif.

   Un dispositif à ressort 410 est prévu pour éloigner la bande de frein de façon à empêcher qu'une résistance soit encore offerte, lorsque cette bande est relâchée. 



   L'action de l'agencement des.servomoteurs est telle que, lorsque la soupape 396 est amenée à la position a, du fluide sous pression n'est pas admis à l'accouplement 250, en sorte que ce dernier est relâché et que, par conséquent, le carter tournant est déconnecté de l'élément de réaction. 



  Dans cette position de la soupape de commande, la bande de frein 360 est relâchée, de manière à permettre à l'élément de réaction de tourner librement dans l'un ou l'autre sens, en ce qui concerne le frein. Dans ces conditions, on verra un référence aux figures la et lb que les ailettes de réac- tion tourneront en sens opposé par rapport aux ailettes de turbine 34 et 3b, étant entendu que, dans la présente con- struction, les ailettes du premier étage de la turbine se trouvent sur le côté d'entrée radial du circuit, plutôt que 

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 de s'étendre radialement à l'extérieur des allèges 2U le... pompe, comme dans l'agencement d'ailettes montre au-;: iM".;* res 1 et 2.

   Cet état de choses assure un fonctionnement à double rotation du convertisseur, le couple provenait   des   ailettes de réaction en sens opposé, qui constituent en fait dans ces conditions, également des ailettes de turbine, tant transmis par l'entremise de l'élément de réaction et des pignons   366,370   et 368 à l'élément entraîné   44.   La natu- re du couple développé est telle qu'il tendra à faire tourne- le support planétaire 376 dans un sens opposé à celui de l'élément entraîné, mais ceci est empêché par l'action de l'accouplement   378.   Si la soupape   396   est amenée à la posi- tion b ,

   l'action résultante du système de servomoteurs sera d'amener la bande 358 en contact avec la surface du tambour de freinage sur le prolongement 252 de l'élément de réaction et d'empêcher ce dernier élément de tourner, tout en n'admettant pas en même temps du fluide d'actionnement à   l'accouplement   250. Dans ces   conditions,   les ailettes   46   deviennent des ailettes de   réaction   stationnaires et le con- vertisseur fonctionne comme un convertisseur à rotation sim- ple.Lorsque l'élément de réaction est bloqué contre toute rotation, le pignon solaire 266 de l'engrenage planétaire est fixe, tandis que la couronne dentée connecta à   l'élément   entraîné continue à tourner vers l'avant.

   Ceci exige évidem-   "'ent   que le support 368 tourne également vers l'avant et cet- te action est permise par l'action de rous libre de l'ac- 
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 '#ouIerient 37fi entre le suort et le carter stationnalre* Si la 33 upape de commande est amenée à la p0si ti,-;": c, ls servomoteurs agissent de manière à relâcher à nOUY9i" 1 frsin 358 et agissent également de a::3?1i'g à actiomior 1.t{}J::r->nt 354, en sorte que la soupape 350 est dol.'c'o '.,,. l.'s. -'t:=' :;¯f:l'V :

  .It21 considère la figure 4) et ou'.ri i'L'-r. 

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 sous pression est par conséquent admis dans la   cnambre   264 se trouvant derrière la plaque 258 d'actionnement de   l'@ccou-   plement 250, qui est ainsi mis en service* Ceci sert à con- necter mécaniquement le carter tournant directement à l'élé- ment de réaction , qui transmet à son tour de l'énergie méca- niquement à l'élément entraîné 44, par l'entremise de   l'accou.   plement à roue libre 110.

   Etant donné que, dans ces condi- tions, l'élément de réaction et l'élément entraîné se dépla- cent à la même vitesse en direction de l'avant, il n'y a pas de mouvement relatif entre les pignons du système   d'engrenage:   planétaires, qui est admis à tourner vers l'avant dans son ensemble, sous l'effet de l'action d'entraînement de   l'accou-   plement à roue libre 378. Etant donné que la bande de frein 358 est relâchée, l'ensemble de l'accouplement est également libre de tourner. 



   En ce qui concerne la présente invention, on peut faire usage de n'importe quelle forme spécifique d'accouple- ment et de n'importe quel mode d'actionnement de celui-ci. 



  En conséquence, le système servo-moteur destiné à actionner l'accouplement n'est pas décrit ici avec des détails autres que ceux nécessaires pour   comprendre.le   fonctionnement de la transmission illustrée, en vue d'assurer une rotation double, une rotation simple et une commande directe. 



   En ce qui concerne le circuit hydraulique spécifi- que montré à la figure 4, il est évident qu'il applique les principes discutés plus haut en référence aux figures 1 et 2. 



  Par ailleurs, il est évident que la structure spécifique montrée à la figure 2 peut aisément être incorporée dans l'organisation représentée sur la figure   4.   



   Aux figures 6 et 7, une autre forme d'exécution d'un convertisseur à rotation double appliquant les princi- pes de la présente invention est illustrée. La construction 

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 de cette forme d'exécution est similaire à tous égards à celle représentée à la figure   4,   sauf pour ce qui est de l'agencement de l'engrenage planétaire reliant les éléments de réaction et de turbine, en sorte qu'il n'est pas nécessai- re de décrire en détails cette forme d'exécution. Dans celle- 
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 ci, le prolOl1ge:lent 252 des éléments de réaction .,x :-te un re- bord annulaire, oui s'étend en direction axiale et forme une couronne dentée 504 engrenant avec des pignons 500, qui sont portés par des arbres 502 s'étendant à partir du carter fixe 16.

   Les pignons 500 engrènent avec un pignon solaire 512.   En-   tre ce pignon et l'élément entraîné 44 se trouve un accouple- ment à roue libre 514. Cet accouplement 514 est agencé de ma- nière à permettre au pignon 512 de tourner en sens opposé à l'élément entraîné 44 et agit de manière à empêcher le pignon 512 de dépasser l'élément entraîné 44 dans le même sens 
Dans le fonctionnement de cette forme de transmis- sion, la position a de la soupape 596 donne lieu à la mise hors service de l'accouplement 250 et du frein 258, de maniè- re à permettre aux ailettes de réaction de tourner en sens in- verse.

   Le couple fourni par ces ailettes èst transmis par l'élément de réaction au pignon 504 et par l'entremise des pi- gnons 500 le sens de l'entraînement est renversé, en sorte qu'un couple est appliqué par l'accouplement 514 dans la di- rection avant à l'élément entraîné, ce qui assure un fonction- nement à rotation double. Bans la pesition b de la soupae 596, le   fr-in   358 coopère avec l'élément 252, de façon à empêcher toute rotation de l'élément de réaction et à assurer une ro- tation simple du convertisseur. Lorsque l'élément de réaction est bloqué contre toute rotation, les pignons 500 sont égale- ment incapables de tourner autour de leurs axes individuels, tandis que le pignon solaire 512 est également incapasle de 

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 tourner.

   Ce pignon peut cependant rester fixe, pendant que l'élément entraîné 44 tourne vers l'avant, à cause de l'ac- tion d'entraînement de l'accouplement   514.   



   Le déplacement de la soupape de commande 596   juhqut   à la position c a pour effet de provoquer le relâchement du frein 358 et d'admettre du fluide sous pression dans l'accou- plement 250, qui est ainsi mis en service. Dans ces condition;- l'élément de réaction, qui est à présent relié mécaniquement au carter tournant, transmet directement de l'énergie de ce dernier à l'arbre entraîné par l'intermédiaire de l'accouple- ment 110, qui est agencé de manière à fonctionner, lorsque l'élément de réaction tend à dépasser l'élément entraîné dans la même direction.

   Dans ces conditions, la couronne, dentée 504 portée par l'élément de réaction tourne   vers Il   avant et, par l'intermédiaire des pignons 500, fait tourner   .e   pignon solaire 502 en sens opposé à celui de l'élément   entraîné, ceci   étant permis grâce à l'action de l'accouplement   514.   



     Comme   on l'a noté précédemment, les principes de l'invention sont particulièrement-avantageux, lorsqu'ils sont appliqués à un convertisseur capable d'une marche à rotation double. Ceci est dû au fait qu'il est possible, de manière in- hérente, d'obtenir un taux de multiplication de couple   (M2/M1)   plus élevé avec un convertisseur à rotation double qu'avec un convertisseur à rotation simple, toutes autres conditions étant équivalentes.

   En bref, la raison de'ceci est que, dans n'importe quel convertisseur de couple, le couple secondaire M2 doit toujours être égal à la somme du couple primaire M1 et du couple de réaction R1 transmis au carter fixe ou à un   autre   élément fixe .Dans le cas d'un convertis- seur à rotation simple, le couple de réaction R1 transmis à l'élément fixe est égal au couple R, qui est appliqué hydrau- 

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 liquement par le fiuide de travail aux ailettes de réaction. 



  Toutefois, dans le cas d'un convertisseur à rotation double, le couple R1 transmis à l'élément fixe est égal au couple R additionné de la valeur du couple R multiplié par le rapport d'engrenage (que l'on désignera par k). Ainsi, toutes autres conditions étant équivalentes, la valeur de N2 à l'arrêt   serc   par exemple, plus grande avec un convertisseur à rotation double qu'avec un convertisseur à rotation simple* A titre d'exemple de la différence dans les rapports de couplesobte- nables à l'arrêt avec les deux types de convertisseurs, on peut signaler qu'avec le convertisseur de couple à rotation simple et à trois étages, présentant une efficience et.d'au- tres caractéristiques acceptables, le rapport de couples maximum à l'arrêt que l'on obtient habituellement est de l'or   dre de 5 :1 6:1.

   Théroiquement, avec un convertisseur à ro-   tation double un rapport de couples extrêmement élevé peut être obtenu à l'arrêt, si d'autres caractéristiques désira- bles sont sacrifiées, mais avec des types de convertisseurs assurant une efficience et des caractéristiques satisfaisan- tes par ailleurs, des rapports de couples de l'ordre de 12:1 à l'arrêt peuvent être aisément obtenus da.. un convertisseur à deux étapes. 



   Compte tenu du rapport de couples   {;levé   que   l'on   peut obtenir à l'arrêt avec un convertisseur à rotation dou- ble, l'avantage particulier d'un convertisseur de   couple   ap- pliquant les principes de la présente invention rési dans le fait qu'avec un rapport de couples élevé établi à l'arrêt d'un convertisseur et avec une valeur élevée du rapport   M arrêt/   M2 transition également établi dans le convertisseur par un rapport relativement élevé de rh/rc ou rh/ra, ces dernières caractéristiques peuvent être utilisées pour ramener la vites- se du moteur, à l'arrêt, à une valeur très faible, qui peut mêre   se r apporcher   d'une valeur équivalente à celle de 

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 che ordinaire à vide dans des cas extrêmes.

   Un supposera par exemple que la vitesse maximum normale du moteur est de   3600   tours par minute et qàe le convertisseur est établi avec un rapport   .il     arrêt/M-   transition ayant pour effet de   ramener   la vitesse du moteur à l'arrêt à 1200 tours par minute. Cette réduction de la vitesse du moteur aura évidemment pour effet de réduire sa puissance à l'arrêt, en comparaison de sa puis- sance à pleine vitesse, mais en raison du fait que le   conver-   tisseur à rotation double peut aisément assurer une   multipli-   cation de couple de l'ordre de   10   ou 12 ou même davantage à 1, l'effort de fraction désiré peut être obtenu à l'arrêt, même si le moteur tourne à une vitesse relativement très fai- ble.

   Ainsi, avec cet agencement, un convertisseur simple plus ou moins standardisé peut être adapté ou combiné à des moteurs ayant des caractéristiques fortement variables, de façon à procurer les efforts de traction désirés, étant donné que grâce à l'expédient simple consistant à ajuster le rapport d'engrenage entre les parties à rotation double et   consistant   également   àajuster   le rapport rh/rc ou rh/ra, le convertis- seur peut acquérir des caractéristiques d'absorption de cou- ple et des caractéristiques de couple à l'arrêt, qui ramène- ront la vitesse d'un moteur donné,à l'arrêt à une valeur spécifique désirée pour obtenir l'économie de carburant et les autres caractéristiques de fonctionnement les meilleures,

   tout en conférant en même temps des caractéristiques satisfai- santes pour la traction du véhicule. 



   Comme on l'a noté plus haut, la différence entre les agencements représentés aux figures   4   et 6 réside essen-   tiellement   dans la transmission entre l'élément de réaction et   l'élément   entraîné. Dans l'exemple représenté à la figure 4, les ailettes de rénctio 46 sont connectées au pignon so-   laire   366, dont le diamètre est   apnroxiinativemelit   égal à la 

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 moitié du diamètre de la couronne dentée   368   connectée à l'é- lément entraîné ou l'élément de turbine 44.

   Ainsi, le rap- port k de la transmission est de 2,0, en sorte que la valeur du couple de réaction et par conséquent le couple secondaire M2 est plus élevée que dans le cas où les ailettes 46 ne se- raient pas connectées de façon à donner un couple multiplié. 



  Dans la forme d'exécution représentée, à titre d'exemple, à la figure 6, les ailettes de réaction 46 sont connectées à la couronne dentée 504, dont le diamètre est sensiblement é- gal au double du diamètre du pignon solaire 512 connecté à l'élément de turbine. Dans cet exemple, le rapport de trans- mission est de 0,5 et, bien que le couple appliqué en fait, hydrauliquement aux ailettes 46, soit, dans cet exemple, ré- duit en valeur avant d'être appliqué aux éléments de réac- tion et entraîné, la multiplication de couple totale est en- core plus grande qu'avec un convertisseurs à rotation simple, en raison de la valeur de R x k, qui constitue un facteur s'a- joutant aux facteurs de détermination de la multiplication de couple dans un convertisseur à rotation simple, 
Ainsi, dans l'exemple de transmission illustré à la figure 4,

   la multiplication de couple à l'arrêt sera plus grande qu'avec l'agencement montré à la figure 6, toutes au- tres conditions étant équivalentes. Par ailleurs, d'autres facteurs que le rapport de couples à l'arrêt sont influencés par une variation du rapport r. Dans le cas de la forme d'exé- cution illustrée à la figure 4, le rapport de transmission est tel que les ailettes de réaction 46 tournent, en sens inverse, à une vitesse double de celle à laquelle les ailettes de turbine 34, 36 tournent vers l'avant. Dans ce cas, l'efficience augmente relativement vite à partir de l'arrêt, à mesure que la valeur de n2/nl croit.

   De même, l'ef- 

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 ficience du convertisseur dans lamarche à rotation   doubla   atteint son maximum et diminue relativement vite à une valeur relativement faible de n2/n1, en sorte que le point de tran- sition désirable entre la commande à rotation double et la commande à rotation simple se présente à une valeur relative- ment faible de n2/n1, qui indique ordinairement une vitesse relativement faible du véhicule. 



   Dans le cas de la transmission représentée à la fi- gure 6, dans la marche à rotation double, les ailettes de réaction tournent en sens inverse des ailettes 34,36, mais à une vitesse correspondant à la moitié de celle des ailettes mentionnées en dernier lieu. Dans ce cas, l'efficience du convertisseur augmente plus lentement à mesure qu'augmente la valeur de   n/nl   à partir de l'arrêt et l'efficience de pointe est obtenue, dans la marche à rotation double, à une valeur plus élevée de n2/n1, en sorte que le point de trans: tion approprié entre la commande à rotation double et la commande à rotation simple se présentera à une valeur de n2/n1 et à une   v@tess   du véhicule. plus élevées qu'avec l'a- gencement représenté à la figure   4,   tous autres facteurs é- tant équivalents. 



     On   verra ainsi que le choix du rapport de transmis- sion spécifique à employer sera dicté par des   considérations   telles oue le rapport de couples maximum désiré à l'arrêt et l'allure de la courbe d'efficience en fonction de la varia tion de la valeur de n2/n1 dans des cas individuels. 



   A la figure 8, on a représenté plus ou moins con- ventionnellement la nature des courbes d'efficience obtenues avec des convertisseurs à rotation double, tels que ceux mon- trés aux figures   4   et 6. Sur cette figure, le couple secon- daire est indiqué par la courbe M2   ,l'efficience   en marche à rotation doubla par a, l'efficience en marche à rotation sim 

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   ple par b, l'efficience en commande directe par c et les ca-    ractéristiques de vitesse primaire par ml.

   Si,des fins   dû\   comparaison, les courbes montrées à la figure 8 sont consi- dérées comme représentant l'action obtenue avec un converti". seur du type montré à la figure 4, l'effet obtenu en rame- nant le taux de transmission à 1 comme montré à la figure 6, serait de diminuer la valeur de M2 à l'arrêt et de déplacer le maximum de la courbe a à la droite comme montré à la figu- re 8, de manière à placer le point d'efficience maximum de cette courbe à une valeur plus élevée de n2/n1. 



   Bien que dans le but d'illustrer les principes de l'invention dans leur application à des convertisseurs de ty- pes à rotation simple et à rotation double, on ait décrit des formes spécifiques de convertisseurs à rotation double compor tant des carters tournants, ainsi que des moyens pour assu- rer une marche à rotation simple et une commande directe assu- rée de façon particulière, l'invention n'est pas limitée à ces formes d'exécution spécifiques. Ainsi, le type de système hydraulique à carter fixe et à arbre de commande directe il- lustré à la figure 1 peut aisément être combiné avec une tram mission du type montré aux figures 4 et 6, de manière à per- mettre à la fois une marche à rotation double et une marche à rotation simple.

   Il va de soi également, que, si on le dési. re, la marche à rotation simple et/ou la commande directe peu- vent être omises. pour 
Au surplus, bien   que/des   raisons de simplicité et de cotit minimum, il soit préférable d'utiliser des convertis- seurs à deux étages du type illustré, lesquels convertisseurs donnent satisfaction dans la plupart des cas, les principes de l'invention sont tout aussi facilement applicables à das convertisseurs pourvus d'un plus grand nombre d'étages d'ai- lettes de turbine et d'ailettes de réaction. 



   Il résulte de la description précédente que l'in- 

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 vention peut être appliquée sous de nombreusesformes d'exé- cution mécaniques différentes et que, si on le désire, certaii éléments peuvent être employés à l'exclusion d'autres. Il   s'ensuit!, que   l'invention ne doit pas être considérée comme limitée aux formes d'exécution décrites plus haut à titre d'exemple, mais doit être considérée comme englobant dans/sa portée toutes les structures tombant dans le cadre des reven- dications suivantes. 



   REVENDICATIONS.- 
1.- machine motrice comprenant en combinaison avec un moteur produisant un couple de sortie croissant de manière substantielle lorsque la vitesse du moteur diminue dans la partie supérieure de la gamme de vitesses normales du moteur, un convertisseur de couple hydrodynamique comportant un cir- cuit comprenant un élément primaire portant des ailettes de pompe et entraîné par le moteur, un élément de réaction por- tant des ailettes de réaction et un élément secondaire por- tant des ailettes de turbine agencées de manière à tourner dans le même sens que les ailettes de pompe, les ailettes de turbine comprenant une rangée d'ailettes ,fournissant direc- tement du fluide de travail à l'entrée des ailettes de la pompe,

   la distance radiale entre les'bords de sortie des ailettes de la rangée susdite et leur axe de rotation étant supérieure à la distance radiale entre les bords d'entrée des ailettes de la pompe et leur axe de rotation, tandis que le rapport entre ces distances rrdiales est tel que la capaci- té d'absorption de couple du convertisseur augmente lorsque la vitesse de l'élément secondaire par rapport à la vitesse de l'élément primaire diminue   jusqu'à   une valeur de la vites de   'se,   à l'arrêt,l'élément secondaire, qui est plusieurs fois supérieure à la valeur obtenue lorsque la vitesse de l'élé- ment secondaire par rapport à celle de l'élément primaire est 

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 telle que le   convertisseur   ne produit pas d'augmentation du couple . 



   2.- Machine motrice comprenant en combinaison avec un moteur produisant un couple de sortie croissant de manière substantielle lorsque la vitesse du moteur diminue dans la partie supérieure de la gamme de vitesses normales du moteur, un convertisseur de couple hydrodynamique comportant un cir- -cuit comprenant un élément primaire portant des ailettes de pompe et entraîné par le moteur un élément de réaction por- tant des ailettes de réaction et un élément secondaire por- tant des ailettes de turbine agencées de manière à tourner dans le même sens que les ailettes de pompe, les ailettes de turbine comprenant une rangée d'ailettes fournissant directe- ment du fluide detravail à l'entrée des ailettes de pompe,

   le rapport entre le rayon extérieur de la dernière rangée d'ai- lettes de turbine et le rayon extérieur de la chambre de   tra-   vail étant de 0,5 à   0,8,   ce qui confère au convertisseur de couple une capacité d'absorption de couple qui varie, lors d'une diminution de la vitesse de l'élément secorlaire par   ranport   à la vitesse de l'élément primaire, jusqu'à une   va-   leur de la vitesse, à l'arrêt, de l'élément secondaire, qui est plusieurs fois plus grande que la valeur   obtenue?     lorsque   la vitesse de l'élément secondaire par rapport à colle do l'élément   primaire   est telle que le convertisseur ne produit aucune augmentation de couple . 



   3.- machine motrice suivant la revendication 1, dans laquelle le rapport de la distance radiale entre les bords de sortie des ailettes de turbine fournissant, du fluide à la rompe et leur axe de rotation à la distance radiale   en-   
 EMI42.1 
 tre 1'"": bora.-- d'entrée des ailcttoc do L liI);..)jf; t, 1',,-: \;11 ni:.' ;':i.;.1l ;1.-U, r Ci!.'i'3rlS dons un llttEr'T"#,Z je.!!!: ). ti: t.< 'i.,- 1- - 1, -i- ou '<t?Ii'"rl¯rGI1 1,15. 



  1;.- :.-chillj; notricc r;lliv;l1L la .I.trr "ltij( '1;; 

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 dans laquelle l'élément de turbine porte au moins deux ran- gées d'ailettes entre lesquelles est disposée une rangée d'ailettes de réaction. 



   5. - Machine motrice suivant la- revendication 1, dans laquelle le circuit hydraulique comprend une partie de sortie radiale, dans laquelle se trouvent les ailettes dela pompe, et une partie d'entrée radiale; dans laquelle se trou- vent les ailettes de la turbine se déchargeant dans la pompe. 



   6.- Machine motrice suivant la revendication 1, comprenant des moyens reliant opérativement les ailettes de réaction à l'élément entraîné, pour faire tourner les ailet- tes de réaction en sens inverse des ailettes de la pompe et de l'élément entraîné. 



     7.-   Machine motrice suivant la revendication 6 comprenant des moyens pour maintenir sélectivement l'élément de réaction stationnaire ou pour libérer cet élément de réac- tion de manière à permettre sa rotation en sens inverse. 



     6.-Machine   motrice suivant la revendication 6,dans laquelle les moyens assurant la liaison entre l'élément de réaction et l'élément entraîné sont constitués par un engre- nage comportant une ,rtie servant à transmettre un couple de réaction à un élément fixe et fournissant un rapport d'en- grenage entre lesdits éléments tels que l'élément de réaction   tournen   sens inverse à une vitesse supérieure à celle à la- quelle l'élément entraîné tourne vers l'avant . 



   9.- Machine motrice suivant la revendication 6, dans laquelle les moyens assurant la liaison entre l'élément de réaction et l'élément entraîné sont constitués par un en- grenage comportant une partie servant à transmettre un couple de réaction à un élement fixe et fournissant un rapport   d'en-   grenage entre lesdits éléments tel que l'élément de réaction 

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 tourne en sens inverse à une vitesse inférieure à celle à laquelle l'élément entraîné tourne vers   l'avant.   



   10.- Machine motrice suivant la revendication 6, comprenant des moyens pour maintenir sélectivement l'élément de réaction stationnaire ou pour libérer cet élément de maniè- re à lui permettre de tourner dans l'un ou l'autre sens, tandis que des moyens sont prévus pour assurer une liaison d'entraînement directe entre l'élément primaire et l'élément secondaire 
11.-Convertisseur de couple hydrodynamique compor- tant un circuit comprenant un élément primaire portant des ailettes de pompe, un élément secondaire portant des ailettes de turbine et un élément de réaction portant des ailettes de réaction, les ailettes de turbine étant construites de façon à être mises en rotation par le fluide de travail dans le même sens que les ailettes de pompe et comprenant une ran- gée d'ailettes déchargeant du fluide de travail directement aux ailettes de pompe ,

   les bords extérieurs de la rangée d'ailettes de turbine se trouvant à une distance radiale de leur axe de rotation supérieure à la distance radiale sépa- rant les bords d'entrée des ailettes de la.pompe de leur axe de rotation . 



   12.- Convertisseur suivant la revendication 11, dans lequel le rapport de la distance radiale entre les bords de sortie des ailettes de turbine fournissant du fluide à la pompe et leur axe de rotation à la distance radiale entre les bords d'entrée des ailettes de la pompe et l'axe en question est compris dans un intervalle dont la limite inférieure est d'environ 1,15 . 



   13.- Convertisseur suivant la revendication 11, dans lequel les ailettes de la rangée d'ailettes de turbine fournissant du fluide à la pompe ont un angle de sortie com- 

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 pris entre environ 20 et 90  . 



     14.-   Convertisseur suivant la revendication 11, dans lequel le rapport de la distance radiale entre les bords de sortie des ailettes de turbine fournissant du fluide à la pompe et leur axe de rotation à la distance radiale en- tre les bords d'entrée des ailettes de la pompe et l'axe en question est compris dans un intervalle dont la limite infé- rieure est d'environ 1,15,et dans lequel les ailettes de la rangée d'ailettes de turbine fournissant du fluide à la pompe ont un angle de sortie compris entre environ 20 et 90 . 



     15.-   Convertisseur suivant la revendication 11, dans lequel le circuit comprend une partie de sortie radiale dans laquelle se trouvent les ailettes de la pompe et une partie d'entrée radiale dans laquelle se trouvent les ailet- tes de la turbine fournissant du fluide à la pompe et dans lequel le rapport de la distance radiale entre les bords de sortie des ailettes de turbine fournissant du fluide à la pompe et leur axe de rotation à la distance radiale entre les bords d'entrée des ailettes de la pompe et l'axe en question est compris dans un intervalle dont la limite inférieure est d'environ 1,15. 



   16. - Convertisseur suivant la revendication 15, dans lequel on prévoit au moins deux 'rangées d'ailettes de turbine entre lesquelles est disposée une rangée   d'ailet-   tes de réaction . 



   17. - Convertisseur suivant la revendication 11, comprenant des moyens reliant opérativement l'élément primai- re et l'élément secondaire, de façon à faire tourner les ailet tes de réaction en sens inverse de l'élément primaire et de l'élément secondaire . 



   18.-Convertisseur suivant la revendication 17, 

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 comprenant des moyens pour maintenir sélectivement   @'e@ement   de réaction stationnaire ou pour libérer cet élément de réac- tion de manière à permettre sa rotation en sens inverse. 



     19.-   Convertisseur- suivant la revendication 17, dans lequel la connexion entre   Isolément   de réaction et l'é- lément secondaire est assurée par un engrenage comportant une partie servant à transmettre un couple de réaction à un élément fixe et fournissant un rapport d'engrenage entre lesdits éléments tel que ltélément de réaction tourne en sens inverse à une vitesse supérieure à celle à laquelle l'élément secondaire tourne vers l'avant 
20.

   - Convertisseur suivant la revendication 17, dans lequel la connexion entre l'élément de réaction et l'é- lément secondaire est assurée par un engrenage comportant une partie servant à transmettre un couple de réaction à un élément fixe et fournissant un rapport d'engrenage entre les- dits éléments tel que l'élément de réaction tourne en sens inverse à une vitesse inférieure à la vitesse à laquelle l'élément secondaire tourne vers l'avant 
21. - Convertisseur suivant la revendication   Il,   comprenant des moyens pour permettre à l'élément de réaction de tourner dans le même sens que l'élément primaire et l'élé- ment secondaire, ainsi que des moyens pour assurer une liai- son d'entraînement directe entre l'élément primaire   et' l'élé-   ment secondaire . 



   22. - Convertisseur de couple hydrodynamique compor- tant un circuit comprenant un élément primaire portarit des ailettes de pompe ,un élément secondaire portant des ailettes de turbine et un élément de réaction portant des ailettes de réaction, les ailettes de turbine formant une rangée d'ailet- tes destinées à recevoir directement du fluide de travail des 

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 ailettes de la pompe'et une rangée d'ailettes déchargeant d'ailette;

  , . directement du fluide de travail à la pompe, ces rangées étant agencées de manière à être mises en rotation par le fluide de travail, dans le même sens que les ailettes de la pompe, les ailettes de réaction étant disposées dans le cir- cuit précité, de façon à être attaquées par le fluide de tra- vail après sa décharge de la rangée mentionnée en premier lieu d'ailettes de turbine et avant son entrée dans la ran- gée mentionnée en second lieu. d'ailettes de turbine, tandis qu'au surplus, les ailettes de réaction sont construites de façon à être mises en rotation par le fluide de travail dans un sens opposé au sens de rotation des ailettes de pompe et de turbine, le convertisseur comprenant également des moyens pour transmettre le couple des ailettes de réaction vers l'avant à l'élément entraîné du convertisseur 
23.

   - Convertisseur suivant la revendication 22, dans lequel l'élément secondaire porte deux rangées d'ailet- tes de turbine, tandis que l'élément de réaction porte une simple rangée d'ailettes deréaction disposées entre les deux rangées d'ailettes de turbine* 
24.- Convertisseur suivant*la revendication 23, dans lequel la première rangée d'ailettes de turbine se trou- ve dans la partie de sortie radiale du circuit, tandis que les ailettes de réaction et la seconde rangée d'ailettes de turbine se trouvent dans la partie d'entrée radiale du cir- cuit, dans l'ordre cité considéré dans la direction de cir- culation du fluide de travail. 



   25.- Convertisseur suivant la revendication 22., comprenant des moyens pour maintenir sélectivement l'élément de rotation fixe ou stationnaire ou pour relâcher cet élément de manière à permettre cette rotation . 



     26.-   Convertisseur suivant la revendication 22, 

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 dans lequel les moyens pour transmettre un couple des ailet- tes de réaction aux ailettes de turbine sont constitués par un engrenage comportant une partie pour transmettre un couple de réaction à un élément stationnaire, le convertisseur com- renant, au surplus, des moyens pour maintenir sélectivement l'élément de réaction fixe ou pour le libérer de manière à lui permettre de tourner dans l'un ou l'autre sens, ainsi que des moyens automatiquement libérables et associés à l'engre- nage, pour permettre à   l'élément   de réaction de tourner dans le même sens que l'élément primaire et l'élément secondaire. 



   27.- Machine motrice et convertisseur de coupe hydrodynamique, en substance, tels que décrits plus haut en référence aux dessins   ci-annexés .  



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   The present invention relates to engine blocks and relates, in particular, to engine blocks comprising hydraulic torque converters of the hydrodynamic type. More particularly still, the invention relates to engine blocks, in which these converters are combined with engines driving combustion engines.



   The invention is particularly applicable to the propulsion of vehicles or other forms of traction controls and, although it is not limited to this field of use, the invention will be discussed and its advantages will be highlighted. in its application to the controls of motor vehicles, because of its particular application faculty to this type of control.



   In vehicle controls employing variable speed power transmission devices, it is ordinarily desirable to provide a relatively high rate of torque multiplication under a stalled or stalled condition of the driven element, in view of the to produce rapid acceleration and also in order to dispense with a high pulling force at low vehicle speeds.

     In hydraulic torque converters of the hydrodynamic type, as designed heretofore, the desired high rate of starting or stall torque has been obtained from either of the two. two following manners, namely by providing in the hydraulic circuit, at least one three-stage turbine, by which torque multiplications of the order of 5 to 6 or more to 1 are obtained during a stall ,

   or by combining a torque converter fitted with a turbine comprising

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 only one or two stages with some form of auxiliary torque multiplication gear to further increase the starting torque ratio when needed or under other conditions requiring higher torque multiplication than that which is capable of providing a torque converter with one or two stages, unless the converter is connected to the wheels of the vehicle in such a way as to materially reduce the maximum speed of the vehicle which can be effectively obtained under hydraulic control, in comparison with practices usual.

   These two expedients are relatively expensive, either because of the cost due to having to provide multistage converters with a relatively large number of rings or fin rings, or because of the cost due to having to provide an auxiliary gear *
On the other hand, torque converters, as heretofore constructed, usually exhibit a relatively constant torque absorption characteristic, which allows the engine to accelerate rapidly to maximum speed or to maximum speed. at a speed close to the maximum speed, when the throttle is placed in blocking conditions.

   This gives rise to a relatively very rapid application of full engine power during stalling and at very low turbine shaft speeds without resulting in a corresponding increase in torque. secondary. This type of operation is also undesirable in many other cases, because of the noise level resulting from the rapid acceleration of an engine from idling to full speed or to a speed substantially such at the time. blocking and throughout the acceleration period, while it is also

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 This is undesirable because of the resulting poor fuel economy.



   Modern high-speed combustion engines have operating characteristics, which are very different from those of older, low-speed engines. There are engines which, both in terms of speed and performance characteristics. torque are extremely smooth over a relatively wide range of speeds. Typical examples of such engines are those which produce maximum torque at speeds close to half the speed at which full power is developed, with the torque increasing from idle speed to maximum somewhere around half full speed and then decreasing noticeably as speed increases to where full power is reached.

   In some cases, the torque loss can be up to 40% or more than half of full speed at full speed.



   In view of the aforementioned characteristics of certain types of engines, as well as the torque conversion characteristics of the turbine type of a hydro-dynamic converter, the general object of the present invention is a new and improved form of hydraulic circuit, which in turn. Particularly in combination with an engine having variable power and torque characteristics of the general type mentioned above, will allow an overall improved performance of tractive forces over a wide range of speeds including the required high torque of the engine. driven shaft in case of jamming and with high peak efficiency,

   with a lower number of fin stages than that required hitherto in a comparable installation and with

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 torque absorption characteristics to take maximum advantage and advantage of the output torque characteristics and flexibility of the motor.



  A further object of the invention is a new form of hydraulic torque converter which, while exhibiting the characteristics noted above, is capable of operating in two different ways in two different ranges of speed of the motor. 'driven or output element, so that in the low speed range a torque multiplication equal to or greater than that obtained with a greater number of stages is ensured without increasing the number of rows of fins required,

   while in the high speed range of the driven element a higher efficiency is maintained and a multiplication or increase of torque is obtained up to a relatively high ratio of the speed of the element. driven to that of the drive element. Another subject of the invention is a novel torque converter arrangement having the advantages mentioned above and allowing, moreover, the use of the hydraulic torque converter mechanism alternately with a direct mechanical control.



   Other objects of the invention, as well as the advantages resulting from its implementation will emerge from the following description, in which are described, by way of nonlimiting examples, some suitable embodiments of the invention. an apparatus for implementing the invention, with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a central longitudinal section of the part of the hydraulic circuit of a converter constituting an application of the principles of invention; - Figure la is a section along line la-

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 1a of FIG. 1 and also comprising a speed diagram showing the value of the flow of the fluid leaving the last fins of the turbine at the time of blocking;

   - Figure lb is a section along the line Ib-1 ± of Figure 1 and including a speed diagram showing the flow of fluid at the inlet of the pump, at the time of blocking; - Figure 1c is a diagram similar to that of Figure 1, but showing the flow conditions at the point of reversal or change of direction; FIG. 1d is a speed diagram similar to that of FIG. 1b and showing the conditions of flow of the fluid at the inlet of the pump at the point of overturn or change of direction; FIG. 1e is a diagram illustrating the input torque absorption characteristics of a converter implementing the principles of the present invention;

   FIG. 1f is a diagram showing the power and torque characteristics of an engine / type according to the present invention; - Figure 1g is a diagram similar to that of Figure le; Figure 2 is a section similar to that of Figure 1 showing another form of converter applying the principles of the invention; FIG. 3 is a more or less conventional diagram illustrating certain characteristics of torque of converters according to the invention; - Figure 4 is a longitudinal central section

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   of a converter according to the invention comprising a direct mechanical control to be used alternately with a
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 6on control: vrtisseur; - Figure 5 is a section along the line V-V of Figure 4;

   FIG. 6 is a section similar to that of FIG. 4, showing another similar form of converter with direct control according to the invention; - Figure 7 is a section taken along the line VII-VII of Figure 6, and - Figure 8 is a diagram illustrating the performance and torque characteristics of converters of the type shown in Figures 4 and 6.



   The mechanism illustrated more particularly in FIG. 1 comprises a fixed casing 16, in which is mounted, so as to be able to turn, a pumping wheel constituting the drive element of the apparatus and comprising a disc 24 carrying a crown of vanes or vanes 28 and a
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 hub or hollow shaft part 24a'-intended to be connected to the crankshaft or other driven element of a motive machine. In the torus-shaped chamber -formed by the casing 16 is also mounted, so as to be able to rotate, the turbine element or driven element comprising a disc 42 and a hub or hollow shaft part 44.

   The disc 42 carries two rows of turbine fins 34 and 36, the first being disposed radially outside the vanes or fins 28 of the pump in the radial outlet part of the circuit, while the turbine fins of the second row are mounted in the radial inlet part of the circuit.



   A ring of fins 46 mounted in the circuit between the fins 34 and 36 is carried by a disc 50 connected

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 to the hollow hub or part of a shaft 48 or integral with the latter. For ease of description, the fins 40 will be referred to as reaction fins, although, as will be apparent from the following description, these fins may in some of the structures according to the invention. constitute rotating fins rather than fixed reaction fins, in which case they also share the nature of turbine fins, since they transmit energy to the driven elements when they rotate in an opposite direction to that of the pump fins
Advantageously, the turbine and reaction fins have

   but not necessarily the general shape of profiles with a rounded inlet portion, as in the case of the fins described in U.S. Patent Lysholm No. 1,900,118. Moreover, as will be seen in FIGS. 1a and 1b, the angular positions of these fins are such that, when the hydraulic fluid is circulated by the pump in the direction indicated by arrow 56, it will tend to rotate the vanes 34 and 36 in the same direction as the direction of rotation of the pump and will tend to rotate the reaction vanes 46 in the opposite direction of rotation
The general arrangement of the apparatus shown is known and suitable for use in conjunction with a direct mechanical drive as illustrated in U.S.A.

   Lysholm 1.900.119, a direct drive shaft 8, which passes through the hollow shaft parts 24a and 44, which can be directly connected either to the output element of the prime mover or to the engine. pump element 24a by means of suitable couplings, while the turbine element or driven element 44 can be connected to the direct drive shaft 8 via a coupling

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 training. Since these structural arrangements are well known in the art (see US Pat. No. 1,900,119) it is not necessary to illustrate and describe them herein, in order to understand the present invention. .

   The reaction vanes 46 can be blocked against rotation by connecting the shaft 48 to the stationary housing 16 or, as will be explained in detail later, the shaft member 48 can be connected to the. using a gear suitable for the driven shaft member 44, so that the vanes 46, instead of remaining fixed, rotate in the opposite direction to the direction of rotation of the vanes 34 and 36.



   An important difference between prior arrangements and the present invention is in the positions of the turbine and reaction fins relative to the pump and, in particular, in the relative radial positions of the last stage of the turbine and the pump. As can be seen from FIG. 1, the fins are arranged so that the last stage of turbine fins 36, which rotate in the same direction as the pump, leads directly to the inlet of the pump, without interposing between these fins any uide or reaction fins or turbine fins rotating in the opposite direction.

     It will also be observed that by placing the reaction fins and the input last stage of the turbine fins * on the / radial side of the circuit opposite to the side in which the pump is placed, and by placing, moreover, the first stage of turbine fins 34 immediately outside the discharge side or edge of the pump fins, there is sufficient room for the outer edges h of the turbine fins 36, which terminate in pump, can be located at a radial distance from the axis of rotation.

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 very large, without having to use very low profile dimensions.



   The importance of the general arrangement described above and of the relationship described above between the fins is that with such an arrangement the characteristics of the converter are made such that when the speed of the turbine element or driven element decreases with respect to the speed of the. pump in the direction of a stall or towards a stop, the absorption capacity of the converter cup increases relatively sharply, so that the load applied to the motor and consequently its speed increases. , even if it operates with full throttle, are appreciably reduced as the turbine approaches the stall state.

   This provides a highly desirable market characteristic for the prime mover as a whole. as will be explained more fully in the remainder of this memorandum.



   The pattern of the increase in the torque absorption characteristic, obtained with a fin arrangement as described above, can best be understood by considering the following discussion of the factors involved)! taken into account, this discussion being made with reference to the diagrams of Figures la to 1d.



   The pressure in the hydraulic water column produced by a propeller of the bladed or fin type, such as the pump employed in converters of the type in question, which constitutes a measure of the input torque required to run the pump, is expressed by the following well-established formula:
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 in which :
H is the pressure developed by the pump; p is the efficiency of the pump; g is gravity; ub is the peripheral speed of the pump at the outlet; u is the peripheral speed of the pump at the inlet;
C is the absolute speed of the working fluid;
Ctb is the projection of C on the tangent of the circle of the pump at the outlet;
C ta is the projection of C on the tangent of the circle of the pump at the inlet.



   It is immediately seen, by considering the formula given above, that the value of Hp changes when the value of the factor Cta changes, assuming that nI and Q are inta changed and, in accordance with the present invention, Hp decreases abnormally, when increasing the ratio of the secondary speed or speed of the turbine n2 to the primary speed or speed of the pump n1 (n2 / n1). The change in the ua.Cta factor depends on the change in energy after the turbine supplies fluid to the pump.



   If, for example, a torque converter is available, the pump of which has a certain inlet diameter, the following results will be obtained. We will first consider the speed diagrams forming part of Figures 1a and 1b, which illustrate the flow conditions obtained at the outlet edge h of the last stage of turbine blades and the inlet flow conditions prevail at inlet edge has fins of the pump, when the pump is in narche and the turbine is stationary or stopped, that is to say when the ratio n2 / n1 is equal to infinity.



  In the diagram of figure la, the vector C indicates the

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 , absolute speed and the direction of the fluid leaving the fins 30, this vector also indicating, since these fins are fixed, the relative speed wh, given that the peripheral speed of the fins u, is equal to zero. The projection of C on the tangent of the outlet circle of the turbine, extends, retort shown in the diagram, in the opposite direction with respect to the normal direction of rotation of the fins and presents a negative value to the stop.

   If this negative value were to be substituted into the equation given above (in other words, if one were to assume that Cth was equal to Cta), the expression in which this factor occurs would be negative and, given if the expression as a whole is negative in the equation, the factor in question would be positive in it, so that Hp would have a higher value than if Cth were positive.



   However, it is fundamental for hydraulic circuits of the type in question that the tangential flow component liter C t increases when the line decreases *. of the circle to which the current is tagent and this increase is directly proportional to the change in the radius of the circle. In this regard, it should be noted that this change in tangential is independent of the variation of the speed / speed of circulation of the fluid in the circuit, that is to say of the quantity of fluid circulated by the vane. - te per unit of time.

   The effect of this characteristic is best illustrated by the diagram associated with Figure 1b, which illustrates the flow conditions prevailing at the inlet of the pump with the arrangement shown, when the turbine is at the pump. stop. In this diagram, the vector u here indicates the peripheral speed of the vanes of the pump, while the vector Cta represents the tangential speed component of the fluid arriving at the vanes. By comparing the diagrams of figures la and 1b, we will see that the vector Cta is

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 significantly larger than the vector Cth.

   When the fins are arranged as shown in Figure 1, the radius of the edges h is approximately 30% greater than the radius of the edges a and, therefore, the vector Cta is approximately 30% greater than the vector C. The direction th of the vector Cta is still negative and, by substitution in the aforementioned inequation, we would obtain a significantly higher value of H p than if the vector Cth were substituted in this equation, which would be the case if the radii of the edges a and h were equal.

   Consequently, by placing the outlet edges of the last stage of the turbine, which rotates in the same direction as the pump and directly feeds the latter at a substantially greater radial distance from the axis of rotation than the edges input from the pump vanes, significantly higher torque absorption characteristics are imparted to the pump at standstill than would otherwise be the case.



   Although the condition discussed above and prevailing at standstill is highly desirable for the purposes of the present invention and may vary in degree to suit particular conditions, by choosing the appropriate relationship between the radial distances to which - the edges a and h are located, this condition would not be desirable if a more or less constant relationship had to be maintained in the normal range of operating speeds of the turbine. However, this constancy of relation is not obvious, as can be explained with reference to figures le and Id.

   These figures show, in the form of diagrams, the conditions that can be obtained in a typical model, when the ratio of wines n2 / n1 is greater than 0.5, which is representative of the highest part.

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 of the normal range of turbine speeds by means of
Sleeps at the speed of the pump, the converters of the drive in question usually reaching an operating state in which the output torque falls to a value equal to the input torque, when the speed ratio n2 / n1 is of the order of 0.0 to 0.8.



   In the diagram of figure lc, the peripheral speed of the blades of the turbine is represented by the vector uh. The relative speed of the fluid leaving the fins of the turbine is given by the vector wh and, as a function of the peripheral speed uh, the absolute speed of the fluid leaving the fins is given by the vector ch.



  The tangential projection of this speed is given by the vector Cth and it will be observed that the direction of this tangential component of speed is the same as the direction of rotation of the vanes, so that the direction or the sign of this factor is positive rather than being negative as at standstill.



   If this positive value is substituted in the formula given above, the factor in the equation of which it is a part is positive and is, therefore, subtracted rather than added to the remaining factors in the discharge. It follows that the hydraulic pressure produced by the pump is lower than when it was stopped.



   If we now consider the diagram in Figure 1d here, the peripheral speed at the inlet of the pump is shown by the vector u, the relative speed of entry of the fluid into the pump by the vector wa and the speed .absolute of the liquid at the inlet of the pump by the vector C. The tangential component of the absolute velocity is shown by the vector Cta and, as well as at standstill, by the difference between the radial distances at which are found

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 the edges It and! of the fins, the tangential component Cta is greater than the component Cth, the difference between the magnitudes of these. components being proportional to the ratio between the radii a and h.

   It follows that if we substitute the larger positive value of Cta in the formula, we obtain a further decrease in the value H.



   P
Referring again to the four diagrams of Figures la to Id, it can be seen that the displacement of the outer or exit edge of the last stage of the turbine blades, so that this edge is at a greater radial distance than the inlet edge of the pump vanes, has the effect of appreciably increasing the torque absorption characteristic of the pump, when the speed of the turbine decreases from its normal operating speed to l 'stop, in comparison with a structure in which two sets of fin edges are on the same radii or substantially on the same radii of in which the exit edges of the turbine fins are on a shorter radius than the inlet edges of the pump fins.

   Assuming, for example, that edges a and h are on the same radius, the difference in the value of H when stationary and a p-value of 0.5 or more, for the gear ratio n2 / n1, is represented by the change in the values of the vectors Gth and Cta, which in this case are equal, the value of Hp increasing, but only to a small extent, when the speed of the turbine decreases from a n2 / n1 ratio until the stop.



   On the other hand, with the present arrangement, this change in the value of H, as the speed of the turbine decreases towards stop, is represented by the change in value of the product of the vectors Cth ua and, co. :

  i ... e he ras-

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 Leaving from the previous discussion, this represents a very noticeable increase in the quantity by which the pressure in the rupture is increased when stationary, when the edges are placed, at the outlet of the last stage of the turbine appreciably further of the axis of rotation as the inlet edges of the pump fins
It is well known that the speed of circulation of the working fluid in the circuit is a function of the hydraulic pressure Hp developed by the pump, this speed increasing as the hydraulic pressure increases. Consequently, the present structure which tends to increase rapidly the value of Hp, when the turbine approaches the stop, also produces an increase in the circulation speed,

   so that the torque absorption characteristic of the converter increases rapidly as the turbine speed decreases. The desirability of this characteristic, especially when combined with certain torque output characteristics which can be obtained in internal combustion engines, will be shown later, but before considering this phase of the invention another -characteristic of the nature of the increase in torque absorption, when approaching the state stalling or stopping, must be taken into consideration, this further characteristic being obtained by the present invention.



   As noted above, a basic feature of converters of the kind in question is that the value of the output torque or secondary torque decreases as the speed of the turbine element increases to. from standstill until a value equal to the input torque, before the speed of the turbine element reaches the speed of the pump, the value of

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 n2 / n1 ratio at which the torque ratio becomes 1: 1 usually somewhere in the range 0.6 to 0.8.

   The ratio of, speeds n2 / n1, for equal, for water the torque ratio becomes 1: 1, is commonly referred to as the transition point, since when the torque ratio toabe at 1 : A form of control other than continuous torque converter control should be employed, if a higher ratio between the speed of the driven shaft and the speed of the motor or pump is desired. It is highly desirable, for reasons which will be discussed later, to provide for the purposes of the present invention that a relatively high ratio is obtained between the values of the blow absorption characteristic of the con- vertisseur at the transition point and the torque absorption value at standstill.

   In many cases, it may be desirable to provide a structure, in which the converter will absorb 5-6 times or more of torque at standstill than at the transition point and , in some cases it may be desirable for the torque absorption at standstill to reach up to 10 times the torque absorption at the point of transition.



   It has been seen previously how, in accordance with the present Design, the torque absorption at standstill - in comparison with the torque absorption at or near the transition point, can be significantly increased by the positions. relative radials of some of the edges of the fins. It has been found that there must be some necessary relation between the radius of the outlet edges of the blades of the last stage of the impeller and the radius of the inlet edges of the fins of the pump, if the desired results.

   The nature of this relationship

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 can best be understood by referring to figure le, in which the ratio of the input torque at standstill (m1 at standstill) with respect to the torque at the transition point (M1 transition) is plotted on the ordinate, while the The ratio of the radius (r,) of the outer edges of the fins of the last h stage of the turbine to the radius (ra) of the inlet edges of the fins of the pump is plotted on the abscissa.



   In the diagram, curve M represents the ratio of the input torques at standstill and at the transition point. As the nature of this curve shows, the increase in the value of the input torque ratio to. stopping at the input torque at the transition point is not made in a straight line as a function of the increase in the line of the outer edges of the blades of the turbine relative to the radius of the input edges. of the pump fins.

   On the contrary, the more the ratio mentioned last increases, the more quickly the ratio of torques increases and, as the curve in question reveals, by placing the fins of the last stage of the turbine so that their outer edges are within a radial distance included in an interval not exceeding by more than about 15% that of the inlet edges of the vanes of the pump, a small appreciable effect is produced in that an increase occurs. - ratio of input torques at stop and at the transition point.

   As shown by curve M, which is based on test results, a value of approximately 2.5 for the torque ratio at standstill and at the transition point for a given converter has been obtained with a fin arrangement, in which the outlet edges h of the turbine blades and the inlet edges of the pump fins were approximately slow at the same distance

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 angular.

   In such a converter, the offset of the edges h of the blades of the turbine up to a-? angular distance exceeding by about 10% the distance from the inlet edge to the vanes of the pump, resulted in only a very small increase in the value of the torque ratio at standstill and at the transition point , namely an increase to a value a little higher than three.

   On the other hand, however, a change in the position of the outlet edges h of the blades of the turbine to a position where the radius is 50% greater than that of the inlet edges has the fins. of the pump resulted in an increase in the value of the torque ratio at the inlet and at the transition point of about 18. In other words, an approximately sevenfold increase in the value was obtained. of the report.



  A value of 18 of this ratio is a value which is ordinarily not necessary. Other factors ordinarily make a suitable design of a converter with an rh / ra ratio of 50% or more more difficult than design of an equivalent converter with a lower value of this ratio. Accordingly, in order to obtain the maximum benefit from the present invention, it is preferable to arrange the fins so that the ratio rh / ra is between a lower limit of about 1.15 and an upper limit determined by practical requirements, but usually not greater than about 1.5.



   However, the inlet radius of the pump does not have a constant value, while the variation of the inlet radius of the pump has no influence on the slope of the torque curve, which as we have seen. a mentioned above depends on the variation of the energy, between the stop and the transition point, contained in the circulating fluid, when this one leaves the turbine in front of the pump

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As a fixed and unchangeable factor for the relative vis-à-vis the exit radius of the last row of turbine fins, the external diameter of the hydraulic circuit was chosen, which constitutes a measure, used internationally, of the dimensions of the system. .

   It was then noted that the values according to figure lg for Marrêt and M transi- point will vary between the limits given by the following expressions:
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 where rh is the exit radius of the last turbine and rc is the outer radius of the working chamber, so that according to the invention rh / rc will vary from 0.5 to 0.8. A variation of 0.53 to 0.63 has been found to be very important for converters intended for passenger vehicles.



   We then start, for the calculation, from the same formula as previously, namely from
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   However, u = rc. #, # Being the angular speed of the pump. The last factor therefore becomes ra. # Cta. # (ra. Cta). In the space between the last turbine and the pump, the relation ra. Cta rn. This is however prevalent. So the formula can be changed to
 EMI19.3
 
If we compare this formula to the previous one, we find that the factor u. C has been transformed into usr. C at ta h th in which we assume that the factor ur is constant
We thus obtained a term for Hp in which rh

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 only is included and not as previously in relation to the inlet radius of the pump.

   This is why it has been considered that it is more justified to refer rh to the outer radius rc of the hydraulic circuit.



   At the rh stop. Cth is negative, as it was shown previously, which will increase the value of Hp and consequently the Off. This increase will be greater as rh increases. At the rh transition point. Cth is positive, as also shown previously, and will decrease the value of Hp and thus the Mtransition 'so that the decrease will be all the greater as rh increases. It follows that Marrêt / Mtransition, increases, if rh increases .



    Celé. means that, for a constant input torque, the motor speed will be lower at standstill than at the transition point and as low as the square root of the ratio between the absorption of the torque at standstill and torque absorption at the transition point. Other factors than those mentioned, which have some influence, have been found to be so small compared to the variation in rh that these factors are included within the limits for the curves defined by the formulas.



   In connection with the previous discussion, it is furthermore desirable to point out that a change in the exit angle of the blades of the turbine, in particular those of the last stage of the turbine, also influences the absorption characteristics of the turbine. input torque of converters. If the exit angle of the blades of the last stage of the turbine is increased, there will be a tendency to decrease the value of the torque absorption of the converter from standstill to the point of transition and vice versa.



  However, the effect of varying the exit angle of the blades of the last stage of the turbine is less for a relatively high prior of the rh / ra ratio than for

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 lower values of this ratio.



   With fin arrangements according to the present invention, a greater variation than heretofore in the exit angle of the fins of the last stage of the turbine is possible for the manufacturer, to satisfy specific conditions. This angle will preferably not be less than about 20 as a lower limit but may in some more or less extreme cases be 90 or even more, the latter case providing what can be considered a negative exit angle. * Usually, the upper limit will not exceed approximately
55.



   With a converter having the characteristics provided by the principles discussed above, consideration will now be given to the nature of the improved results obtained in a prime mover, as a whole, which combines such a converter with an internal combustion engine of the type having an internal combustion engine. relatively wide speed range and having, on the other hand, an output torque characteristic which produces a substantially decreasing torque from a maximum value which occurs substantially at the middle speed of the speed range, up to a value substantially lesser, which occurs both at low speed and at the rate at which maximum power is developed.



   In the preceding discussions, the various factors and characteristics have been considered on the basis of the operation of the converter at a constant speed of the input shaft, but as will already be understood the object of the invention is a converter and a prime mover giving rise to the operation of a vehicle, which will make use of highly variable speeds of the input shaft. In connection with the following discussion concerning the relation of

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   cooperation between @@ converter according to the invention and an internal combustion engine with variable torque and variable speed, it should not be forgotten that, all other conditions being equal,

   the torque absorption characteristic of a converter of the kind considered is such that the torque absorption for a given ratio n2 / n1 varies substantially as a function of the square of the speed of the input arter.



   In order to illustrate more clearly the nature of the performance obtained, there is shown in FIG. 1 f a diagram giving the characteristics of horsepower, torque and fuel economy of an internal combustion engine. known eight cylinder 324 cm3 with a stroke in inches of (3-1 / 4 "x 4-7 / 8) in commercial production. In this figure, the number of revolutions per minute has been plotted on the abscissa. (RPM) of the engine (in hundreds of revolutions) and in order the power in horsepower at the brake (BHP), the torque (T) in feet / pounds and the fuel consumption (FR) in pounds per power and hour Curve A relates to torque, curve B to power and curve C to fuel consumption.

   It can be seen from the diagram of Figure If that maximum power is achieved at 3200 rpm, while maximum torque of 240 ft / lb is obtained at 1000 rpm;:; per minute, the value of the torque dropping to 185 feet / pounds at 3200 revolutions per minute and at this same value at about 500 revolutions per minute.



   The type of engine illustrated is suitable for propelling vehicles with a transmission in which a direct mechanical control is used alternatively with a nar converter control. In these commands ,. there is always what can be called a "vehicle transition or change point", which occurs when, during full throttle operation of the engine, a glare.

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 Higher motor speed with con @ erti @ - sour control would be less advantageous than a direct one hundred wave transition or transition.

   This transition point always occurs when the ratio of speeds n2 / n1 in hydraulic control is less than 1 and, when switching to direct control, the ratio of speeds n2 / n1 divides equal to the unit, so that the motor speed is reduced, when the transition or the change to direct control is carried out. With an engine whose torque curve rises, as the speed decreases from full speed, the proper transition point of the vehicle is for an he / he ratio developing in the converter a torque multiplication which is equivalent to the increase in engine torque caused by the reduction in engine speed resulting from the change or transition to direct drive.

   With such a transition point, the power supplied by the driven shaft in the converter drive just before the transition and in the direct drive just after the transition will therefore be approximately the same.



   If we now consider the motor, the characteristics of which have been given above, the suitable application of a following typical converter, the present invention would require, for example, with respect to a suitable transition point , a structure, in which the ratio of the secondary torque to the primary torque (M2 / M1) would have a value of about 1.26 for a gear ratio il 2/111 of about 0.68 and an endurance of about 84% for this gear ratio. a two-stage converter having these characteristics can be easily obtained by practicing the following known principles of construction.



   If we assume that to the motor mentioned above is connected a converter having dimensions teller that it can absorb a power of 115 horsepower at a r

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 speed port n2 / n1 of 0 'OD, 5 the power supplied to the shaft driven by the converter, when the engine is running at 3,200 rpm and developing a power of 115 horsepower, will be approximately equal to 9o horses.

   When the change to direct drive is made at this transition point, the engine speed, assuming the vehicle speed constant, will drop to 2,200 rpm, with the engine developing approximately 96 horsepower and, since the direct drive has about 100% efficiency, the power supplied to the driven shaft will be approximately the same as that developed by the hydraulic drive just before the transition is made.



   By combining a motor of the kind described, yes exhibits rapidly increasing torque as speed decreases from full speed, with a torque converter having characteristics in accordance with the present invention, and allowing In using such an engine effectively, the advantage is obtained that the vehicle's transition point can be obtained in an operating condition of the converter where the latter still produces a torque multiplication, rather than a gear ratio. higher than n2 / n1 where the converter has stopped producing any increase in secondary torque over primary torque.

   If, for example, an engine with a substantially flat torque curve were employed in the upper end of the speed range, little or no increase in engine torque would occur when switching to direct drive. compensate for the drop in engine speed caused by switching to direct control. Accordingly, in this case, the appropriate transition point should correspond to a point where there is substantially no torque multiplication in converter control.

   The reason for lanuellc it pst

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 Advantageous that the transition point corresponds to a point where the torque converter produces a torque multiplication, is that ordinarily the converter runs from a point where it can produce a torque multiplication of about 1, 25: 1 to a point where no torque multiplication is produced, is relatively inefficient compared to running in which a higher torque multiplication is developed in the converter.

   Therefore ; As a result of being able to place the transition point at a point, where some torque multiplication is produced in the converter, high and low effective ranges of the converter n2 / n1 speed ratio are avoided.



   Assuming, moreover ,, that in accordance with the principle of the present invention, the converter is agen-. this so that the 'M1 stop / M1 transition ratio is equal to approximately 6.4, which in accordance with the curves shown in Figures 1c and 1g indicate a placement of the outlet edges of the fins of the last stage of the tubbine, of a share, with respect to the external diameter of the liquid circuit, so that the ratio rh:

  rc is approximately 0.70 and, on the other hand, relative to the entry edges of the fins of the pump. pe, so that the rh / ra ratio is approximately
1.25, the increasing torque absorption characteristic of the converter must be such that, if the drive is by the motor referred to above, under stop conditions, the speed of the motor will be reduced to approximately 1600 rpm from the speed of 3200 rpm, which represents the engine's full throttle speed at the transition point. With a converter of the type described here, it is easily possible to obtain a multiplication of the torque M2 / Mr of at least 3.5 when stationary.

   This torque multiplication combined with the increased neck

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 Firing the engine from 185 ft / lbs at 3,200 rpm up to 240 ft / lbs at 1,000 rpm gives overall torque multiplication of about 4.75, which is an adequately high value for the transmission portion of the usual control of a vehicle and may, in certain cases, in particular in the case of passenger vehicles, be significantly greater than the necessary multiplication.



     In addition to the advantage obtained in this way, other important advantages are gained. By providing a converter which will reduce engine speed to as low as 1600 revolutions per minute when stopped, the unwanted rapid acceleration of the engine from idle to full speed. or substantially at full speed; when starting the vehicle, is avoided.

   Rapid acceleration of an engine to a high speed when starting is undesirable because of the inevitable noise and because this acceleration is detrimental from the standpoint of fuel consumption. In. now. the. engine speed at a low value 'at' start-up and during the early stages of vehicle acceleration, the engine operates on the most economical part of the specific fuel consumption curve, as is clear from figure If, and if the arrangement is of the type described above, it will be seen that from the stop, when the engine is running at 1600 revolutions per minute,

   the first 'acceleration will occur with an increase in engine speed over a range of speeds where the power produced by the engine increases relatively rapidly, even though the engine torque decreases slightly.



   In the previous discussion, it was assumed that use was made of a converter whose wings were annoyed so as to obtain a ratio! -Il stop / M1 ppor l stop 1 transition

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 of 6.4. If desired, this value can, as previously reported, be easily increased to a significantly higher value, in which case the engine speed at standstill can be reduced to an even lower value. for example up to 1200 revolutions per minute.

   If this were the case, a somewhat less tractive effort would be obtained at standstill, but on the other hand the tractive effort curve would not fall as quickly, when the vehicle was initially moved from. of the stop, given that .; under these conditions, the engine would initially operate on an increasing part of its cutting curve.



   It follows from the previous description that, whatever the specific form of the converter when the fin system is arranged in accordance with the invention and when the converter is combined with an engine having certain specific characteristics of power and torque, many substantial advantages are obtained for traction control using a converter, which can have a relatively small structure and have a very low number of fin stages.



   The invention is applicable to many specific types of converter and Figure 2 shows a fin system incorporated in a converter having a rotating housing rather than a fixed housing with a direct drive shaft as in. Figure 1. As shown in Figure 2, the primary element or 'drive element 24 is constituted by a rotating housing, adapted to be connected to a motor (not shown) and to be driven by it. this. The casing carries the pumping fins 28.

   As for the disk 42 of the turbine, it carries the two stages of fins 34 and. 36, tanuis that the reaction fins 46 are carried by the reaction disc 50, as described above. In addition to a

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 rotary carcer, the converter according to the present version 1 / ck differs from that described above, by L-fl. q,. the blades 34 of the first stage of the turbine are a, = '3:; r.>; - on the radial inlet side of the circuit, so that 0.68 longer wedges are provided for the pump.



   FIG. 3 represents, in the form of a more or less conventional diagram, the characteristics of the re-presented converter, in comparison with known types of converters, with regard to the ratio of the input and ser speeds. tie n2 / n1. In this diagram, the solid lines M1 and n2 indicate respectively the absorption characteristics of the input torque and the speed characteristics (} 'resulting input of the present converter, while the li- the broken lines M'1 and n'1 indicate the corresponding characteristics of what can be considered as a known conventional converter form.



   In the description of the discussion of the rprédentes embodiments, the nature and features of the invention have been considered without regard to. whether or not the reaction vanes 46 are, during the operation of the converter, unable to rotate in a direction opposite to that of the pump and the turbine, while no further consideration has been given to Whether the reaction fins 46 are incorporated into the apparatus in such a way, when the converter is operating, these reaction fins rotate in the opposite direction and in fact become movable reaction fins rather than control fins. fixed reaction and also operate, thanks to a gear connection,

   so as to transmit the torque to the driven element, these fins can therefore be considered as the horns of the reverse rotation or onoosed fins.
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 l 'uti li? 3.tioll these turbine fins toiu'ir-at #!

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 The opposite is generally known and, for ease of description, converters comprising such fins will be referred to, in the remainder of this specification, as being double-rotation converters, as opposed to single-rotation converters.

   in which the reaction fins are unable to rotate in the opposite direction.



   The present invention is particularly advantageous, when it is applied to converters with double rotation, for the reasons indicated later. Figures 4 and 5 of the accompanying drawings show, by way of example, an embodiment of the invention, in the form of a double-rotation converter, combined with such a direct drive.



   In FIGS. 4 and 5, the illustrated hydraulic circuit is contained in a structure of the rotary case type, in which the rotary case 24, which is driven by the flywheel 12 of the engine by a toothed connection or the like 32, carries the fins 28 of the pump. The turbine element 44, which is carried by bearings 58 and 60, has an impeller portion 42, which carries the two rows of turbine fins 34 and 36. Between these rows of fins, the row of turbine blades Reaction vanes 46 is carried by a disc 50 forming part of the reaction element having a hollow shaft part 48 to which is locked a hollow shaft extension 62.



  Between the driven shaft 44 and the extension 62 of the reaction element is mounted a freewheel coupling 110 arranged so that when the reaction element tends to rotate in the same direction as the element 44, the coupling comes into service, so as to prevent element 62 from passing beyond element 64, while still allowing free rotation in the opposite direction.

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 posed relative between the parts.



   Element 62 also has sun gear 366 meshing with planetary gears 370, which in turn maintains a ring gear internally carried by element 368 wedged on driven element 44. Pinions 370 are carried by a support. 376. Between this support 376 and the fixed housing 16 is a freewheel coupling 378 arranged to prevent the support 37o from rotating in a direction opposite to that of the elements of the. pump and the turbine, while allowing the support 37b to rotate freely in the same direction as these elements.



   A multiple-disc fastening coupling is interposed between the rotating housing 24 and the reaction element. This coupling comprises a number of axially movable plates 270 wedged on the extension 122 of the rotating housing, as well as a number of intermediate plates 254 wedged asially on a bell-shaped extension 252 of the reaction element 48. The latter also carries a support plate 256, which cannot move in the axial direction, and a piston or action plate axially movable member housed in a suitable annular recess of member 252 and arranged to turn the coupling on or off under hydraulic pressure established in chamber 264 under the control of a valve element 350.



     The support element 350 is actuated so as to put the coupling in service or out of service by means of a fork 354 (see figure 5), mounted on a pivot and the action of which is controlled. by a system of actuators 352 and 362 actuated hydraulically and to which a pressurized fluid is supplied or from which a fluid under pressure is removed under the control of the axially metile valve 3 @ 6.

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   The pressurized fluid to operate these servomotors and also to maintain a desired base hydraulic pressure in the converter circuit is supplied by a gear pump 380 driven by extension 122 of the rotary housing through the pinion. intermediate 384 meshing with pinions 386 carried by part 122 and with pinion 382 carried by the pump shaft
The outer periphery of the reaction member extension 252 constitutes a braking surface, on which a brake band 358 can fit, serving to prevent the reaction member from rotating. This brake is actuated by the intermediary of the band 360 and the actuating lever 364 by the upward movement of the piston of the servomotor 362 and is released by the action of the spring forming a part of this device.

   A spring device 410 is provided to move the brake band away so as to prevent further resistance being offered when this band is released.



   The action of the arrangement of the servomotors is such that, when the valve 396 is brought to position a, pressurized fluid is not admitted to the coupling 250, so that the latter is released and that, therefore, the rotating housing is disconnected from the reaction element.



  In this position of the control valve, the brake band 360 is released, so as to allow the reaction member to rotate freely in either direction, with respect to the brake. Under these conditions, it will be seen from a reference to figures la and lb that the reaction fins will rotate in the opposite direction with respect to the turbine fins 34 and 3b, it being understood that, in the present construction, the fins of the first stage of the turbine are on the radial inlet side of the circuit, rather than

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 to extend radially outside the 2U spandrels on the ... pump, as in the arrangement of fins shown au- ;: iM ".; * res 1 and 2.

   This state of affairs ensures a double-rotation operation of the converter, the torque came from the reaction fins in the opposite direction, which in fact constitute under these conditions, also turbine fins, both transmitted through the reaction element and pinions 366,370 and 368 to the driven member 44. The nature of the torque developed is such that it will tend to rotate the planetary carrier 376 in a direction opposite to that of the driven member, but this is prevented. by the action of the coupling 378. If the valve 396 is brought to position b,

   the resulting action of the servomotor system will be to bring the band 358 into contact with the surface of the brake drum on the extension 252 of the reaction element and to prevent the latter element from rotating, while not allowing at the same time from the actuating fluid to the coupling 250. Under these conditions the fins 46 become stationary reaction fins and the converter operates as a single-rotating converter. When the reaction element is blocked. against any rotation, the sun gear 266 of the planetary gear is fixed, while the ring gear connected to the driven element continues to rotate forward.

   This of course requires that the support 368 also rotates forward and this action is enabled by the free-rolling action of the action.
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 '#ouIerient 37fi between the support and the stationary casing * If the 33 control upape is brought to the position, -; ": c, the servomotors act in such a way as to release at nOUY9i" 1 brush 358 and also act from a: : 3? 1i'g à actiomior 1.t {} J :: r-> nt 354, so that the valve 350 is dol.'c'o '. ,,. l.'s. -'t: = ':; ¯f: l'V:

  .It21 consider figure 4) and ou'.ri i'L'-r.

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 under pressure is therefore admitted into the shaft 264 behind the actuating plate 258 of the coupling 250, which is thus put into service * This serves to mechanically connect the rotating housing directly to the ele. - reaction element, which in turn transmits energy mechanically to the driven element 44, via the coupling. freewheeling 110.

   Since, under these conditions, the reaction element and the driven element move at the same speed in the forward direction, there is no relative movement between the gears of the system. gearing: planetary, which is allowed to rotate forward as a whole, under the effect of the driving action of the freewheel coupling 378. Since the brake band 358 is released , the entire coupling is also free to rotate.



   With respect to the present invention, any specific form of coupling and any mode of actuation thereof can be made.



  Accordingly, the servo motor system for operating the coupling is not described here in any detail other than that necessary to understand the operation of the transmission shown, in order to provide double rotation, single rotation and direct order.



   With regard to the specific hydraulic circuit shown in figure 4, it is obvious that it applies the principles discussed above with reference to figures 1 and 2.



  Moreover, it is obvious that the specific structure shown in figure 2 can easily be incorporated into the organization shown in figure 4.



   In Figures 6 and 7, another embodiment of a double rotation converter applying the principles of the present invention is illustrated. Construction

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 of this embodiment is similar in all respects to that shown in Figure 4, except for the arrangement of the planetary gear connecting the reaction and turbine elements, so that it is not It is not necessary to describe this embodiment in detail. In this
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 here, the extension: slow 252 of the reaction elements., x: -te an annular rim, yes extends in the axial direction and forms a ring gear 504 meshing with pinions 500, which are carried by shafts 502 s 'extending from the fixed housing 16.

   The pinions 500 mesh with a sun pinion 512. Between this pinion and the driven element 44 is a freewheel coupling 514. This coupling 514 is arranged so as to allow the pinion 512 to rotate in direction. opposite to driven member 44 and acts to prevent pinion 512 from passing driven member 44 in the same direction
In the operation of this form of transmission, position a of valve 596 results in the coupling 250 and brake 258 being deactivated, so as to allow the reaction vanes to rotate in the opposite direction. - pour.

   The torque supplied by these vanes is transmitted through the reaction element to the pinion 504 and through the pinion 500 the direction of the drive is reversed, so that torque is applied by the coupling 514 in the direction of the drive. forward direction to the driven element, which assures dual rotation operation. Under weight b of valve 596, fr-in 358 cooperates with element 252, so as to prevent any rotation of the reaction element and to ensure simple rotation of the converter. When the reaction element is locked against rotation, the pinions 500 are also unable to rotate about their individual axes, while the sun pinion 512 is also incapable of turning.

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 turn.

   This pinion may, however, remain stationary, while the driven member 44 rotates forward, due to the driving action of the coupling 514.



   The movement of the control valve 596 to position c has the effect of releasing the brake 358 and admitting pressurized fluid into the coupling 250, which is thus put into service. Under these conditions; - the reaction element, which is now mechanically connected to the rotary housing, directly transmits energy from the latter to the driven shaft via the coupling 110, which is arranged so as to operate, when the reaction element tends to pass the driven element in the same direction.

   Under these conditions, the crown, toothed 504 carried by the reaction element turns towards II before and, by means of the pinions 500, turns the sun gear 502 in the direction opposite to that of the driven element, this being enabled by the action of coupling 514.



     As noted above, the principles of the invention are particularly advantageous when applied to a converter capable of double-rotating operation. This is due to the fact that it is inherently possible to obtain a higher torque multiplication rate (M2 / M1) with a double-rotation converter than with a single-rotation converter, all others conditions being equivalent.

   In short, the reason for this is that in any torque converter the secondary torque M2 should always be equal to the sum of the primary torque M1 and the reaction torque R1 transmitted to the fixed case or other element. fixed. In the case of a single-rotation converter, the reaction torque R1 transmitted to the fixed element is equal to the torque R, which is applied to hydraulic

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 only by the working fluid to the reaction fins.



  However, in the case of a double-rotation converter, the torque R1 transmitted to the fixed element is equal to the torque R added to the value of the torque R multiplied by the gear ratio (which will be designated by k) . Thus, all other conditions being equivalent, the value of N2 at standstill serc for example, greater with a double-rotation converter than with a single-rotation converter * As an example of the difference in the torque ratios obtained - adjustable when stationary with the two types of converters, it can be noted that with the torque converter with single rotation and three stages, exhibiting an acceptable efficiency and. other characteristics, the maximum torque ratio at the stop that is usually obtained is in the order of 5: 1 6: 1.

   Theretically, with a double-rotated converter an extremely high torque ratio can be obtained at standstill, if other desirable characteristics are sacrificed, but with converter types ensuring satisfactory efficiency and characteristics. on the other hand, torque ratios on the order of 12: 1 at standstill can be easily obtained in a two-stage converter.



   In view of the high torque ratio which can be obtained at standstill with a double-rotation converter, the particular advantage of a torque converter applying the principles of the present invention lies in the fact that with a high torque ratio established when stopping a converter and with a high value of the M stop / M2 transition ratio also established in the converter by a relatively high ratio of rh / rc or rh / ra, these the latter characteristics can be used to reduce the speed of the motor, when stationary, to a very low value, which can even be equivalent to that of

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 ordinary che empty in extreme cases.

   One will suppose for example that the normal maximum speed of the engine is 3600 revolutions per minute and that the converter is established with a .il stop / M- transition ratio having the effect of reducing the speed of the stationary engine to 1200 revolutions per minute. minute. This reduction in engine speed will obviously have the effect of reducing its power at standstill, compared to its power at full speed, but due to the fact that the double-rotation converter can easily provide multiplication. With a torque cation of the order of 10 or 12 or even more to 1, the desired fraction force can be obtained at a standstill, even if the engine is running at a relatively very low speed.

   Thus, with this arrangement, a more or less standardized simple converter can be adapted or combined with motors having highly variable characteristics, so as to provide the desired tensile forces, given that thanks to the simple expedient consisting in adjusting the gear ratio between the double rotating parts and also consisting in adjusting the rh / rc or rh / ra ratio, the converter can acquire torque absorption characteristics and stationary torque characteristics, which reduce the speed of a given engine, when stationary, to a specific value desired to obtain fuel economy and other best operating characteristics,

   while at the same time providing satisfactory characteristics for the traction of the vehicle.



   As noted above, the difference between the arrangements shown in Figures 4 and 6 lies primarily in the transmission between the reaction element and the driven element. In the example shown in FIG. 4, the renctio fins 46 are connected to the solar pinion 366, the diameter of which is approximately equal to the

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 half the diameter of the ring gear 368 connected to the driven element or the turbine element 44.

   Thus, the ratio k of the transmission is 2.0, so that the value of the reaction torque and therefore the secondary torque M2 is higher than in the case where the fins 46 are not connected. so as to give a multiplied torque.



  In the embodiment shown, by way of example, in FIG. 6, the reaction fins 46 are connected to the ring gear 504, the diameter of which is substantially equal to the double of the diameter of the sun gear 512 connected to the turbine element. In this example the transmission ratio is 0.5 and, although the torque actually applied hydraulically to the vanes 46 is, in this example, reduced in value before being applied to the reaction elements. - tion and driven, the total torque multiplication is even greater than with a single-rotation converters, due to the value of R xk, which is a factor added to the determining factors of the multiplication of torque in a single-rotation converter,
Thus, in the example of transmission illustrated in FIG. 4,

   the torque multiplication at standstill will be greater than with the arrangement shown in FIG. 6, all other conditions being equivalent. Moreover, other factors than the ratio of torques at standstill are influenced by a variation in the ratio r. In the case of the embodiment illustrated in FIG. 4, the transmission ratio is such that the reaction fins 46 rotate, in the opposite direction, at a speed double that at which the turbine fins 34, 36 turn forward. In this case, the efficiency increases relatively quickly from the stop, as the value of n2 / nl increases.

   Likewise, the ef-

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 The efficiency of the converter in the double rotation drive reaches its maximum and decreases relatively quickly to a relatively small value of n2 / n1, so that the desirable transition point between the double rotation drive and the single rotation drive occurs at a relatively low value of n2 / n1, which usually indicates a relatively low vehicle speed.



   In the case of the transmission shown in figure 6, in the double-rotation mode, the reaction vanes rotate in the opposite direction to the fins 34,36, but at a speed corresponding to half that of the fins mentioned last. location. In this case, the efficiency of the converter increases more slowly as the value of n / nl increases from standstill and the peak efficiency is obtained, in the double rotation mode, at a higher value. of n2 / n1, so that the appropriate transition point between the double rotation control and the single rotation control will occur at a value of n2 / n1 and at a speed of the vehicle. higher than with the arrangement shown in Figure 4, all other factors being equivalent.



     It will thus be seen that the choice of the specific transmission ratio to be employed will be dictated by considerations such as the maximum torque ratio desired at standstill and the shape of the efficiency curve as a function of the variation of the speed. value of n2 / n1 in individual cases.



   In FIG. 8, the nature of the efficiency curves obtained with double rotation converters, such as those shown in FIGS. 4 and 6, has been represented more or less conventionally. In this figure, the secondary torque is indicated by the curve M2, the efficiency in rotating operation doubled by a, the efficiency in rotating operation sim

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   ple by b, the efficiency in direct control by c and the primary speed characteristics by ml.

   If, for purposes of comparison, the curves shown in Figure 8 are taken to represent the action obtained with a converter of the type shown in Figure 4, the effect obtained by reducing the rate of transmission to 1 as shown in figure 6, would be to decrease the value of M2 at standstill and move the maximum of curve a to the right as shown in figure 8, so as to place the point of maximum efficiency of this curve at a higher value of n2 / n1.



   Although for the purpose of illustrating the principles of the invention in their application to single-rotation and double-rotation type converters, specific forms of double-rotation converters have been described comprising rotating housings, as well. that means for ensuring a step with simple rotation and a direct control provided in a particular way, the invention is not limited to these specific embodiments. Thus, the type of hydraulic system with a fixed housing and a direct drive shaft illustrated in FIG. 1 can easily be combined with a tram mission of the type shown in FIGS. 4 and 6, so as to allow both double rotation step and one single rotation step.

   It also goes without saying that, if we so desire. re, single-turn operation and / or direct control can be omitted. for
Moreover, although for reasons of simplicity and minimum cost, it is preferable to use two-stage converters of the illustrated type, which converters are satisfactory in most cases, the principles of the invention are everything. also easily applicable to converters with a greater number of turbine and reaction fin stages.



   It follows from the preceding description that the in-

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 The invention can be applied in many different mechanical designs and that, if desired, some elements can be employed to the exclusion of others. It follows !, that the invention should not be considered as limited to the embodiments described above by way of example, but should be considered as encompassing within / its scope all structures falling within the scope of the claims. - following instructions.



   CLAIMS.-
1.- prime mover comprising, in combination with an engine producing a substantially increasing output torque as the engine speed decreases in the upper part of the normal engine speed range, a hydrodynamic torque converter including a circuit comprising a primary element carrying pump vanes and driven by the motor, a reaction element carrying reaction vanes and a secondary element carrying turbine vanes arranged to rotate in the same direction as the pump vanes , the turbine fins comprising a row of fins, supplying working fluid directly to the inlet of the pump fins,

   the radial distance between the outlet edges of the fins of the aforementioned row and their axis of rotation being greater than the radial distance between the inlet edges of the fins of the pump and their axis of rotation, while the ratio between these distances rrdiales is such that the torque absorption capacity of the converter increases as the speed of the secondary element relative to the speed of the primary element decreases to a value of the speed of s. stop, the secondary element, which is several times greater than the value obtained when the speed of the secondary element relative to that of the primary element is

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 such that the converter does not produce an increase in torque.



   2.- Driving machine comprising in combination with an engine producing a substantially increasing output torque when the engine speed decreases in the upper part of the normal engine speed range, a hydrodynamic torque converter comprising a circuit comprising a primary element carrying pump vanes and driven by the motor a reaction element carrying reaction vanes and a secondary element carrying turbine vanes arranged to rotate in the same direction as the pump vanes , the turbine fins comprising a row of fins directly supplying the working fluid to the inlet of the pump fins,

   the ratio between the outer radius of the last row of turbine blades and the outer radius of the working chamber being 0.5 to 0.8, which gives the torque converter an absorption capacity of torque which varies, during a decrease in the speed of the secondary element by increasing the speed of the primary element, up to a value of the speed, at standstill, of the secondary element , which is several times greater than the value obtained? when the speed of the secondary element relative to the glue of the primary element is such that the converter produces no increase in torque.



   3.- prime mover according to claim 1, in which the ratio of the radial distance between the outlet edges of the turbine blades supplying fluid to the rupture and their axis of rotation to the radial distance between
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 in which the turbine element carries at least two rows of fins between which is disposed a row of reaction fins.



   5. - Driving machine according to Claim 1, wherein the hydraulic circuit comprises a radial outlet part, in which the pump fins are located, and a radial inlet part; in which are the blades of the turbine discharging into the pump.



   6. A prime mover according to claim 1, comprising means operatively connecting the reaction fins to the driven element, for rotating the reaction fins in the opposite direction to the fins of the pump and to the driven element.



     7. A prime mover according to claim 6 comprising means for selectively maintaining the reaction element stationary or for releasing this reaction element so as to allow its rotation in the opposite direction.



     6. A driving machine according to claim 6, wherein the means ensuring the connection between the reaction element and the driven element consist of a gear comprising a, rtie for transmitting a reaction torque to a fixed element. and providing a gear ratio between said elements such that the reaction element rotates in the opposite direction at a speed greater than that at which the driven element rotates forward.



   9. A drive machine according to claim 6, wherein the means ensuring the connection between the reaction element and the driven element are constituted by a gear comprising a part serving to transmit a reaction torque to a fixed element and providing a gear ratio between said elements such as the reaction element

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 rotates in the opposite direction at a speed slower than that at which the driven element rotates forward.



   10. A prime mover according to claim 6, comprising means for selectively keeping the reaction element stationary or for releasing this element so as to allow it to rotate in one or the other direction, while means are designed to provide a direct drive connection between the primary element and the secondary element
11.-Hydrodynamic torque converter comprising a circuit comprising a primary element carrying pump fins, a secondary element carrying turbine fins and a reaction element carrying reaction fins, the turbine fins being constructed so as to be rotated by the working fluid in the same direction as the pump fins and comprising a row of fins discharging working fluid directly to the pump fins,

   the outer edges of the row of turbine fins lying at a radial distance from their axis of rotation greater than the radial distance between the inlet edges of the fins of the pump from their axis of rotation.



   12. A converter according to claim 11, wherein the ratio of the radial distance between the outlet edges of the turbine fins supplying fluid to the pump and their axis of rotation to the radial distance between the inlet edges of the fins of the pump and the axis in question fall within an interval whose lower limit is approximately 1.15.



   13. A converter according to claim 11, wherein the fins of the row of turbine fins supplying fluid to the pump have an outlet angle of.

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 taken between about 20 and 90.



     14. Converter according to claim 11, in which the ratio of the radial distance between the outlet edges of the turbine blades supplying fluid to the pump and their axis of rotation to the radial distance between the inlet edges of the pump. blades of the pump and the axis in question lies within an interval whose lower limit is about 1.15, and in which the fins of the row of turbine blades supplying fluid to the pump have a exit angle between about 20 and 90.



     15. A converter according to claim 11, in which the circuit comprises a radial outlet part in which the fins of the pump are located and a radial inlet part in which are located the fins of the turbine supplying fluid to the pump. the pump and in which the ratio of the radial distance between the outlet edges of the turbine vanes supplying fluid to the pump and their axis of rotation to the radial distance between the inlet edges of the vanes of the pump and the axis in question falls within an interval whose lower limit is approximately 1.15.



   16. Converter according to claim 15, in which at least two rows of turbine fins are provided between which is disposed a row of reaction fins.



   17. - Converter according to claim 11, comprising means operatively connecting the primary element and the secondary element, so as to rotate the reaction fins in the opposite direction of the primary element and the secondary element. .



   18. A converter according to claim 17,

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 comprising means for selectively maintaining the reaction element stationary or for releasing this reaction element so as to allow its rotation in the reverse direction.



     19. Converter according to claim 17, in which the connection between the reaction unit and the secondary element is provided by a gear comprising a part serving to transmit a reaction torque to a fixed element and providing a gear ratio. gear between said elements such that the reaction element rotates in the opposite direction at a speed greater than that at which the secondary element rotates forward
20.

   - Converter according to Claim 17, in which the connection between the reaction element and the secondary element is provided by a gear comprising a part serving to transmit a reaction torque to a fixed element and providing a gear ratio. between said elements such that the reaction element rotates in the opposite direction at a speed lower than the speed at which the secondary element rotates forward
21. A converter according to claim II, comprising means for allowing the reaction element to rotate in the same direction as the primary element and the secondary element, as well as means for ensuring a connection between 'direct drive between the primary element and' the secondary element.



   22. - Hydrodynamic torque converter comprising a circuit comprising a primary element carrying the pump fins, a secondary element carrying turbine fins and a reaction element bearing reaction fins, the turbine fins forming a row of turbines. fins intended to receive the working fluid directly from the

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 pump fins and a row of fins discharging from fin;

  ,. directly from the working fluid to the pump, these rows being arranged so as to be rotated by the working fluid, in the same direction as the fins of the pump, the reaction fins being arranged in the aforementioned circuit, so as to be attacked by the working fluid after it has discharged from the first-mentioned row of turbine fins and before it enters the second-mentioned row. turbine fins, while in addition the reaction fins are constructed so as to be rotated by the working fluid in a direction opposite to the direction of rotation of the pump and turbine fins, the converter also comprising means for transmitting torque from the reaction vanes forward to the driven element of the converter
23.

   - Converter according to claim 22, wherein the secondary element carries two rows of turbine fins, while the reaction element carries a single row of reaction fins arranged between the two rows of turbine fins *
24. A converter according to claim 23, wherein the first row of turbine fins are located in the radial outlet portion of the circuit, while the reaction fins and the second row of turbine fins are located. in the radial inlet part of the circuit, in the order mentioned above in the direction of flow of the working fluid.



   25. Converter according to claim 22., comprising means for selectively keeping the rotating element fixed or stationary or for releasing this element so as to allow this rotation.



     26.- Converter according to claim 22,

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 in which the means for transmitting a torque from the reaction fins to the turbine fins are constituted by a gear comprising a part for transmitting a reaction torque to a stationary element, the converter comprising, moreover, means for maintaining selectively the reaction element fixed or to release it so as to allow it to rotate in either direction, as well as automatically releasable means associated with the gear, to allow the element to reaction to rotate in the same direction as the primary element and the secondary element.



   27.- Driving machine and hydrodynamic cutting converter, in substance, as described above with reference to the accompanying drawings.


    
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