Boîte de -vitesses automatique pour véhicules automobiles à
traction sur les quatre roues.
La présente invention concerne une boîte de vitesses automatique pour un véhicule automobile permettant d'entraîner les roues avant et les roues arrière, et en particulier une boîte de vitesses automatique du type "trans-axle" pouvant entraîner soit deux, soit quatre roues.
Au cours de ces dernières années, l'automobile à traction avant dans laquelle le moteur est monté dans une position située à l'avant du véhicule s'est largement répandue en raison de son poids intéressant et de la sécu-rite de sa direction. De plus, une automobile à traction avant a été équipée d'une boîte de vitesses automatique
qui fait corps avec l'engrenage réducteur final pour l'entraînement des roues avant.
Incidemment, il arrive qu'il soit difficile d'entraîner le véhicule à traction sur deux roues à basse vitesse sous une forte charge dans des conditions d'entraînement telles que celles d'un démarrage rapide, d'un déplacement sur une route en mauvais état ou sur une forte p ente.
Pour éliminer cette difficulté, on a mis au point une automobile comportant une boîte de vitesses à même d'entraîner
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avant et les deux roues arrière, les roues arrière étant entraînées par l'intermédiaire d'un accouplement. Comme l'accouplement est un accouplement à griffes, l'opération nécessaire pour accoupler l'accouplement doit être exécutée lorsque le véhicule est à l'arrêt ou lorsqu'il se déplace en ligne droite et qu'aucune différence de vitesses de rotation n'existe entre les roues avant et les roues arrière. Dans la boîte de vitesses automatique, pour l'entraînement des roues arrière, le levier d'actionnement de l'accouplement doit être manoeuvré après que le levier de
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tion de point mort (N) ou la position de parcage (P) pour interrompre la transmission de la force motrice. Cela étant la manipulation des leviers et la conduite du véhicule sont compliquées ce qui réduit l'utilité de la boîte de vitesses automatique. Par conséquent, il est souhaitable que l'on passe automatiquement de la traction sur les roues avant à la traction sur les quatre roues en fonction des conditions d'entraînement. De plus, la traction sur les quatre roues est souhaitable en marche arrière sur une route en pente et en mauvais érat.
L'invention vise à procurer une boîte de vitesses automatique comportant un embrayage à disques multiples actionné par de l'huile sous pression pour l'entraînement des roues arrière, le passage de la traction sur les roues avant à la traction sur les quatre roues pouvant s'effectuer en fonction de diverses conditions d'entraînement du véhicule automobile et l'embrayage à disques multiples pouvant être actionné automatiquement pax l'huile sous pression utilisée dans la boîte de vitesses automatique en fonction des conditions d'entraînement du véhicule.
Suivant l'invention, il est prévu une boîte de vitesses automatique pour un véhicule automobile comprenant un convertisseur de couple relié au vilebrequin du moteur du véhicule, un changement de vitesses automatique relié à un arbre de turbine du convertisseur de couple, ce changement de vitesses automatique comportant une engrenage planétaire et plusieurs dispositifs actionnés par fluide pour produire divers rapports, un engrenage réducteur final pour transmettre
la force motrice de la boîte de vitesses automatique aux roues avant, un embrayage pour transmettre la force motrice de la boîte de vitesses automatique aux roues arrière,
cet embrayage comprenant un embrayage à disques multiples actionné par fluide, et un dispositif de commande à huile sous pression comprenant une valve régulatrice de pression pour produire une pression d'alimentation en fonction des conditions de fonctionnement du moteur, le dispositif de commande à huile sous pression étant agencé de manière que
la pression d'alimentation augmente avec la charge du moteur et que l'embrayage à disques multiples actionné par fluide soit actionné par la pression d'alimentation accrue.
Aux dessins annexés:
la Fig. 1 est une -vue en. coupe d'une boite de vinsses automatique pour traction sur les quatre roues
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la Fig. 2 est une vue schématique de la boîte de vitesses de la Fig. 1;
la Fig. 3 est un circuit du dispositif de commande à huile sous pression, et
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tion entre la vitesse d'un véhicule et la pression d'alimentation dans le circuit de la Fig. 3.
Sur les Fig. 1 et 2, le chiffre 1 désigne d'une manière générale une boite de vitesses automatique qui comprend un convertisseur de couple 2, un changement de vitesses automatique 3, un engrenage réducteur final 4
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de l'huile sous pression. Conformément à l'invention,
un embrayage à disques multiples 6 est attaché à la partie postérieure du changement de vitesses automatique 3.
Le convertisseur de couple 2 comprend un rotor 2a, une turbine 2b et un stator 2c. Le rotor 2a est relié
au vilebrequin 8 du moteur par l'intermédiaire d'un plateau d'entraînement 9 et un arbre de turbine 10 de la turbine 2b est prolongé vers le changement de vitesses automatique 3. La force motrice du moteur est transférée d'une manière connue à l'arbre 10 de la turbine en fonction de la charge. Un couvercle 11 fixé au plateau d'entraînement 9 est relié à un arbre d'entraînement de pompe à huile 12 qui s'étend dans l'arbre de turbine 10 et est accouplé à une pompe à huile 13 prévue dans la partie postérieure du changement de vitesses automatique 3. La pompe à huile 13 est donc entraînée par le moteur.
Le changement de vitesses automatique 3 comprend un engrenage planétaire 15 et plusieurs dispositifs actionnés par fluide pour produire divers rapports. Les dispositifs actionnés par fluide comprennent un frein de bas rapport et de marche arrière 16, un embrayage de marche avant 17 et un embrayage de marche arrière 18. L'arbre
de turbine 10 est relié à un pignon planétaire de marche avant 15a de l'engrenage planétaire 15 par l'intermédiaire de l'embrayage de marche avant 17 et est en outre relié
à un pignon planétaire de marche arrière 15b par l'intermédiaire de l'embrayage de marche arrière 18 et d'une enveloppe de liaison 19. En actionnant les embrayages 17
et 18 au moyen d'huile sous pression, on transmet la force motrice de l'arbre de turbine 10 au pignon planétaire 15a
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bour 18a fixé à l'enveloppe de liaison 19 pour bloquer le pignon planétaire de marche arrière 15b.
Un pignon court 15c et un pignon long l5d sont supportés, conjointement avec l'engrenage planétaire 15, par un support 15e sur lequel est prévu le frein de bas rapport et de marche arrière 16. Entre le frein 16 et un support central 21
est prévu un accouplement à roue libre 22. Le support l5e peut être bloqué par actionnement du frein 16 et de l'ac-
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l'engrenage planétaire 15 est reliée à un arbre de sortie 23 monté sur l'arbre de turbine 10. L'engrenage planétaire
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L'arbre de sortie 23 est monté à rotation dans
le carter 25 entre le boîtier 7 du convertisseur de couple 2
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L'engrenage réducteur final 4 est placé entre les extrémités de l'arbre de sortie 23 dans le carter 25. L'engrenage réducteur final 4 pour l'entraînement des roues avant comprend un pignon d'entraînement 26 et une couronne dentée 29 d'un différentiel 28. Le pignon d'entraînement 26 est entraîné par l'arbre de sortie 23 par l'intermédiaire d'un engrenage démultiplicateur 27.
L'embrayage 6 comprend un arbre d'entraînement arrière 31 monté à rotation dans un carter 30 et un embrayage à disques multiples 35 actionné par de l'huile sous pression. L'embrayage à disques multiples 35 comprend un tambour 35a fixé à l'arbre d'entraînement arriè-
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couplé au pignon d'entraînement 26 par un accouplement 32.
L'arbre d'entraînement arrière 31 est relié à un arbre
de transmission 37 par l'intermédiaire d'un joint universel 36.
Le dispositif de commande 5 est prévu dans un boîtier 38 fixé dans un carter d'huile 39. Comme le montre la Fig. 3, une conduite 40' partant de la pompe à huile 13 est raccordée à une valve de régulation de pres-
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le circuit d'huile sous pression. La pression d'alimentation est amenée à une valve manuelle 42 par une conduite
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valve manuelle 42 permet de choisir le secteur de fonctionnement de la boîte de vitesses automatique, par exemple celui de la position N (point mort), de la position P (parking), de la position R (marche arrière), de la position D (rapports 1, 2, 3), de la position 1 et de la position 2. Dans la position D, la pression d'alimentation est fournie à une valve de régulateur 45, à une valve de changement de rapport 1-2 46 et à l'embrayage de marche avant 17 par des conduites 44 et est fournie aune seconde valve <EMI ID=13.1>
Dans la position R, la pression d'alimentation est
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fournie à la lumière )+la de la valve de régulation de
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pression de régulateur en fonction de la vitesse du véhicule. La pression de régulateur est fournie aux valves de changement de rapports 46 et 49, à une valve de temporisation de changement de rapport 2-3 et à une valve
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De plus, la pression d'alimentation dans la
conduite 40 est fournie à une valve étrangleuse à dépression 57 actionnée pax un diaphragme de commande par dépression pour produire une pression étranglée en fonction de la charge du moteur. La pression étranglée est amenée à une lumière
56a de la valve modificatrice de pression 56, à la valve de chan-
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tion de la pression d'alimentation de la valve de régulation de pression 41. Une autre lumière 56b de la valve mo-
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du côté de diminution de la pression d'alimentation de la valve de régulation de pression 41 par une conduite 59.
Lorsque la pression de régulateur est basse dans la position D, la valve modificatrice de pression 56 n'est pas actionnée de sorte que la pression étranglée <EMI ID=19.1>
d'alimentation.
Si la valve modificatrice de pression 56 est actionnée par une pression de régulateur plus élevée en fonctien d'une augmentation de la vitesse du véhicule, les lumiè-
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à l'encontre de la pression étranglée provenant de la
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La Fig. 4 illustre la variation de la pression d'alimentation dans le système. Lorsque le papillon du carburateur est ouvert en grand, la pression d'alimentation varie selon la ligne "a". La ligne "b" correspond
à la pression d'alimentation dans l'état de .fermeture
du papillon. Il est clair que la pression d'alimentation augmente nettement lorsque la vitesse du véhicule tombe
à une basse vitesse prédéterminée. Dans la position R,
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modificatrice de pression 56 n'est par conséquent pas actionnée. Cela étant, une pression étranglée est appli-
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mentation dans la conduite 53 est fournie à la lumière 4-la. Par conséquent, la pression d'alimentation ne varie pas
avec la variation de la vitesse du véhicule indiquée par
les lignes "c" et "d" mais elle augmente dans la totalité
du secteur de vitesse.
De plus, la valve de changement de rapport 1-2 46 est raccordée à un côté de serrage du mécanisme d'asservissement 20' de la bande de freinage 20 par l'intermédiaire de la seconde <EMI ID=25.1>
canisme d'asservissement 20', la valve de temporisation de changement de rapport 2-3 55 et l'embrayage de marche arrière
16 par des conduites 61 pour fournir la pression d'alimentation.
Dans le circuit d'huile sous pression décrit
plus haut pour la boîte de vitesses automatique, une valve
de commutation 63 est prévue pour faire communiquer la conduite 40 avec l'embrayage 35. La valve de commutation 63 comprend un piston-valve 63b monté à coulissement dans un cylindre 63a et sollicité vers la droite par un ressort 63d.
Une lumière d'extrémité 63c opposée au ressort est raccor-
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conduite 65. La valve 63 comporte en outre une lumière 63f mise en communication avec l'embrayage 35 par une conduite 66 et une lumière d'évacuation 63g. Le ressort 63d
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Le système comprend en outre une valve de renforcement de l'étranglement 67 servant à retarder les opérations lors d'un passage vers la position 2 ou vers la position 1, et
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En fonctionnement, la pression d'alimentation
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à la valve manuelle 42 et au convertisseur de couple 2
pour le faire fonctionner. Dans l'état de charge faible dans la position D, la pression d'alimentation est faible, comme le montre la Fig. 4. Cela étant, la pression d'alimentation faible est fournie à l'embrayage de marche avant 17
<EMI ID=30.1> motrice de l'arbre de turbine 10 est donc transmise au
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est bloqué par l'accouplement à roue libre 22, l'arbre de sortie 23 tourne selon le rapport de démultiplication maximum. La rotation de l'arbre de sortie 23 est transmise au différentiel 28 par l'intermédiaire de l'engrenage de réduction 27 et à l'embrayage 6 par l'intermédiaire de
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Comme la pression d'alimentation est faible,
le piston-valve 63b de la valve de commutation 63 se
trouve dans sa position de droite de sorte que la lumière
63e est fermée et que les lumières 63f et 63g sont en communication l'une avec l'autre. L'embrayage 35 se trouve donc à l'état débrayé et seules les roues avant sont donc entraînées en première vitesse. Lorsque la pression de régulateur augmente à mesure que s'accroît la vitesse du véhicule, la valve de changement de rapport 1-2 46 intervient pour fournir la pression d'alimentation dans la conduite 44 au mécanisme d'asservissement 20' par l'intermédiaire de la conduite 60 pour serrer le frein 20. Le pignon planétaire
de marche arrière 15b est bloqué de sorte que l'entraînement en deuxième vitesse est établi. Lorsque la pression de régulateur augmente davantage, la valve de changement de rapport 2-3 49 est aussi actionnée pour fournir la pression d'alimentation dans la conduite 47 au côté de relâchement du mécanisme d'asservissement 20' et à l'embrayage de marche arrière 16 par l'intermédiaire de la conduite 6l. Le
frein 20 est donc desserré et l'embrayage de marche arrière 16 est embrayé de sorte que la boîte de vitesses automatique parvient à l'état intégré dans lequel elle accouple l'arbre de turbine 10 à l'arbre de sortie 23. La force motrice du moteur est directement transmise à l'arbre de sortie en tant qu'entraînement en troisième vitesse. Lorsque le véhicule évolue lentement dans ces conditions, comme la pression de régulateur appliquée au côté droit de la valve modificatrice de pression 56 est faible, le piston-valve
se trouve dans une position d'extrémité droite pour fermer
la lumière 56b. Cela étant, la pression d'étranglement
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termédiaire de la lumière 41b de sorte que la pression d'alimentation se trouve à un haut niveau.
Lorsque la charge du moteur augmente et nue la pression d'alimentation excède la pression d'alimentation PT de la Fig. 4, le piston-valve 63b de la valve de commutation 63 est déplacé vers la gauche contre la sollicitation du ressort
63d pour fermer la lumière 63g et pour faire communiquer
les lumières 63e et 63f l'une avec l'autre. La pression d'alimentation dans la conduite 40 est donc amenée à l'embrayage 35 pour rendre le tambour 35a solidaire du moyeu 35b de sorte que les roues arrière sont entraînées par l'intermédiaire de l'arbre d'entraînement 31 des roues arrière
et de l'arbre de transmission 37. Le véhicule est donc
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pression de régulateur augmente à mesure que la vitesse du véhicule s'accroît, le piston-valve de la valve modificatrice de pression 56 est déplacé vers la gauche pour ouvrir la lumière 56b. La pression d'étranglement est
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diminuer la pression d'alimentation. En conséquence, la valve de commutation 63 revient à la position normale pour débrayer l'embrayage de sorte que le système revient à un entraînement par traction avant.
Lorsque la position 1 ou la position 2 est sélec-tionnée, la pression d'alimentation est également fournie à la valve de commutation 63 par l'intermédiaire de la conduite 44. L'entraînement par traction sur les quatre roues est donc automatiquement modifié de la même manière que lors de l'opération précédente.
Dans la position R, la pression d'alimentation
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et de marche arrière 18 par l'intermédiaire de la valve 42, de la conduite 51, de la valve de changement de rapport 1-2 46 et de la conduite 52 de sorte que le frein est actionné. De
plus, la pression d'alimentation est fournie à l'embrayage
de marche arrière 16 par l'intermédiaire de la conduite 53,
de la valve de changement de rapport 2-3 49 et de la conduite 61.
L'énergie de l'arbre de turbine 10 est donc transmise au
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de l'embrayage de marche arrière 16 et de l'enveloppe de liaison 19. Comme le support 15e est bloqué par le frein de bas rapport et de marche arrière 18, l'arbre de sortie 23 tourne dans le sens inverse selon un rapport de démultiplication important. Dans la positions, la pression d'alimentation dans la conduite 53 est fournie à la lumière 63c de la valve de commutation 63 par l'intermédiaire de la conduite 69. Si la pression d'alimentation s'élève au-dessus du niveau PL en fonction de l'augmentation de la charge, la valve de commutation 63 est actionnée pour faire communiquer la conduite 40 avec l'embrayage 35. Le véhicule est donc entraîné en marche arrière par traction sur ses roues avant et sur ses roues arrière.
Lorsque la pression d'alimentation diminue à mesure que la charge décroît, la valve de commutation 63 revient à l'état initial pour débrayer l'embrayage 35 en vue d'un entraînement par traction sur les roues avant.
Bien entendu, une pression d'alimentation autre
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et 53 peut être utilisée pour actionner la valve de commutation 63 et, en outre, la pression d'alimentation de la
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fonctionnement de la boite de vitesses automatique; peut être utilisée.
Suivant l'invention, comme un embrayage à disques multiples actionné par la pression d'alimentation dans la boîte de vitesses automatique est prévu pour transmettre la force motrice du moteur aux roues arrière du véhicule automobile, le passage de la traction sur les roues avant à la traction sur les quatre roues peut s'effectuer dans n'importe quelle condition d'entraînement. De plus, la boîte de vitesses passe automatiquement à la traction sur les quatre roues dans le cas d'une lourde charge à une vitesse peu élevée du véhicule pour laquelle les roues avant sont sujettes au patinage. Les manipulations pour la conduite peuvent donc être facilitées et l'aptitude à l'accélération au démarrage ainsi que la maniabilité peuvent être améliorées.
Comme l'embrayage à disques multiples pour l'entraînement des roues arrière peut être actionné par la pression d'alimentation de la boite de vitesses automatique, la construction peut être simplifiée et il n'est pas difficile de convertir une boîte de vitesses automatique pour la traction sur les roues avant
en un système permettant la traction sur les "quatre roues.
Comme l'embrayage 35 est actionné par la pression d'alimentation, la capacité de l'embrayage varie avec la variation de la charge du moteur. Cela étant, l'embrayage sert également de limiteur de couple. Le phénomène de contrainte par torsion dans la partie transmettant la force motrice, qui est provoqué pax la différence entre les vitesses des roues avant et des roues arrière dans le cas de la traction sur les quatre roues, peut être atténué pour protéger le système d'entraînement. Ceci contribue encore à ameléiorer la maniabilité.