Installation motrice de véhicule routier L'invention a pour objet une installation motrice de véhicule routier, comprenant un moteur à com bustion interne, caractérisée par un train différentiel dont les deux planétaires et le porte-satellites sont accouplés individuellement au moteur,
à un arbre d'entraînement des roues motrices et à un train de multiplication servant à entraîner des appareils auxi liaires comprenant au moins. un compresseur de suralimentation, ce train de multiplication compre nant un dispositif d'embrayage, et par une turbine que des.
canalisations relient, d'une part, à l'échap pement des gaz du moteur et, d'autre part, à la cana lisation de sortie du compresseur, cette turbine étant accouplée audit arbre d'entraînement, par des moyens agencés pour provoquer, à partir d'une cer taine vitesse de l'arbre d'entraînement, un change ment automatique du rapport de démultiplication entre cette turbine et cet arbre.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention, et une variante d'un détail la fig. 1 est une vue en plan schématique de cette forme d'exécution ; la fig. 2 représente un détail de cette forme d'exécution ; La fig. 3 représente, schématiquement, le dispo sitif de commande de cette forme d'exécution ;
La fig. 4 représente une variante de la soupape de décharge.
L'installation représentée aux fig. 1 et 2 com prend un moteur à combustion interne 1 directe ment accouplé à un arbre 2, la puissance étant four nie aux roues motrices par l'intermédiaire d'un arbre 4 d'une boîte de vitesses. 5 et d'un pont arrière 6.
L'arbre 4 est relié à l'arbre 2 par un mécanisme logé dans un carter 3 et relié à un arbre 7 accouplé à un compresseur de suralimentation 8 par l'inter- médiaire d'un embrayage 55, par exemple un accou plement hydraulique. Dans une variante,
cet em brayage pourrait être remplacé par un convertisseur de couple qui aura pour action de changer le rap port de surmultiplication du compresseur dans le sens nécessaire et dans la mesure où la diminution de la pression ambiante agit sur son système de réglage. Ainsi, grâce à l'action du convertisseur, le compres seur fournira dans ce cas un rapport accru de com pression en haute altitude.
Une très faible variation dans le rapport des couples, du convertisseur suffit en effet poux donner une très sensible augmentation du rapport de compression du compresseur.
L'air est admis au compresseur 8 par l'orifice 9, le filtre 10 et le conduit 11. Le conduit de refoule ment du compresseur 8 est relié, d'une part, à un conduit 13 menant à une turbine 14 et, d'autre part, à un conduit d'alimentation 15 des cylindres du moteur 1 et, enfin, à un conduit de dérivation 16 commandé par une soupape 18 et relié au conduit d'échappement 17.
D'autre part, l'échappement du moteur 1 est relié par un conduit 19 à la turbine 14, de sorte que celle-ci est entraînée non seulement par de l'air fourni par le compresseur 8, mais aussi par les gaz d'échappement du moteur. Les gaz quittant la tur bine passent dans le conduit d'échappement 17. La turbine 14 entraîne un arbre 20 relié à l'arbre 4 par un mécanisme de transmission contenu dans le carter 3.
L'arbre 2 porte, sur son extrémité, la couronne planétaire 21 d'un train d'engrenages épicycloïdal. Les pignons satellites 22 et 23, engrenant avec cette couronne, tournent sur un po#te-satellites 24 soli- daire de l'arbre de transmission 4.
D'autre part, le porte-satellites 24 porte ext6rieu- rement une denture 25 qui engrène avec un pignon 26 relié, par l'intermédiaire d'une roue libre 27, à l'arbre 20 entraîné par la turbine 14 (fig. 1). L'arbre 20 porte, d'autre part, un, pignon 28 qui engrène avec une couronne 29 montée de façon à pouvoir tourner librement sur le porte-satellites 24.
L'arbre de transmission 4 porte encore des masses centri- fuges 30, rappelées vers l'arbre 4 par des ressorts 31, et qui établissent, dès que l'arbre 4 atteint une cer taine vitesse limite prédéterminée, un contact d7en- traînement par friction avec la couronne 29.
Le rapport die démultiplication du couple pignon 26 et couronne dentée 25 est plus grand que celui du couple pignon 28 couronne 29.
Aussi longtemps que l'arbre 4 tourne à une vitesse inférieure à celle pour laquelle les masses centrifuges 30 rendent la couronne 29 solidaire de l'arbre 4, c'est le pignon 26 qui entraîne, par la denture 25, le porte-satellites 24 et, par conséquent, l'arbre 4. Le pignon 28 entraîne la couronne 29 qui tourne librement.
Dès que la vitesse limite précitée a été atteinte, l'entraînement a lieu par le pignon 28, et le pignon 26, tournant plus vite que le moyeu de la roue libre 27, n'est plus solidaire de l'arbre 20. Le change ment inverse de démultiplication se produit lorsque la vitesse de l'arbre de transmission 4 diminue à nouveau au-dessous de la vitesse limite.
Sur l'arbre 2, tourne librement une couronne extérieure 32 à double denture, dont la denture inté rieure engrène avec les pignons satellites 22 et 23, et la denture extérieure avec un pignon 33 solidaire de L'arbre intermédiaire 34.
Sur l'arbre 34, .tourne librement une roue dentée intermédiaire 35 qui peut être rendue solidaire de l'arbre 34 par un embrayage 36, commandé par une pédale de frein. La roue 35 engrène avec une roue dentée 37 montée sur l'arbre 2, par l'intermédiaire d'une roue libre 38, de façon que l'arbre 2 tende à faire tourner cette roue 37. La couronne 35 engrène avec un pignon 39 solidaire -d'un arbre 40 accouplé à un compresseur formant une résistance utilisée pour le freinage.
Sur l'arbre intermédiaire 34 est montée, de façon à pouvoir tourner librement, une roue dentée 41 qui peut être rendue solidaire en rotation de l'arbre 34, par l'embrayage 42, par exemple à friction, com mandé par un levier 48 lorsque cet embrayage 42 est déplacé vers la droite. La roue 34 engrène avec des pignons 43 et 44 respectivement solidaires des arbres 7 et 45, l'arbre 45 entraînant le ventilateur 56 (fig. 1 et 2).
Le pignon 44 engrène; en outre, avec une roue dentée 46 montée sur l'arbre 2, par l'inter- médiaire d'une roue libre 47, de façon que cet arbre tende à l'entraîner.
Les embrayages 42 et 36 peuvent être manoeu- vrés indépendamment l'un de l'autre.
L'installation décrite fonctionne de la manière suivante : le levier 48 se trouvant dans la position représentée au dessin (fig. 2) et le manchon 42, par conséquent, dans la position neutre, l'arbre 34 peut tourner librement. Dans cette position du levier 48, on peut faire démarrer ou arrêter le moteur et changer les vitesses.
Lorsque l'embrayage 42 est débrayé, le compres- seur 8 n'est plus entraîné. Si, en même temps, l'em brayage 36, qui n'est utilisé que pour le freinage, est débrayé, l'arbre 34 tourne fou et aucune charge n'est alors demandée au train épicycldïdal 21-22-23. La boîte de vitesses 5, qui est synchronisée, peut alors être manoeuvrée sans difficulté.
L'embrayage 42 n'ayant à transmettre qu'une faible fraction du cou ple moteur, est de dimensions réduites, tout en rem plaçant un embrayage classique plus encombrant et plus coûteux. Dès que le levier 48 est amené vers la droite de la figure, les garnitures de friction du manchon 42 coopèrent avec celles de l'engrenage 41.
Celui-ci est ainsi rendu solidaire de l'arbre 34 et entraîne les arbres 7 et 45 et, par conséquent, le compresseur de suralimentation 8 du moteur 1, ainsi que le ventilateur 56. Si le véhicule est à l'arrêt, il se met en route lors de l'entrée en action de l'em brayage 42. Si, le véhicule est en marche, cette entrée en action engage la nouvelle vitesse après change ment des vitesses.
L'embrayage 42 joue ainsi le rôle d'un em brayage ordinaire. Lorsqu'un nouveau rapport a été choisi dans la boîte de vitesses 5 après que l'em brayage 42 a été débrayé, son réengagement, par déplacement vers la droite du levier 48, rend ce rapport opérant.
Lorsque le levier 48 est, par contre, amené vers la gauche de la figure, les garnitures de friction du manchon coulissant 42 coopèrent avec les garnitures 49' fixées sur la paroi du carter 3. L'arbre 34 se trouve ainsi immobilisé, de même que la couronne extérieure 32. Quant au compresseur de sural2men- " tation 8 et au ventilateur 56, ils peuvent tourner librement.
Si le compresseur 8 est volumétrique, il pourra être entraîné par la faible dépression à l'ad- mission du moteur 1 ou il sera entraîné par le pignon 46.
Cette disposition supprime un travail inutile d!u compresseur 8 aux faibles puissances du moteur 1, tout en permettant d'augmenter la vitesse maximum du véhicule, puisque le blocage de l'arbre 34, en bloquant la couronne 32, produit le même effet qu'un changement de vitesse dans une boîte de vites ses classique.
Le dispositif centrifuge 30 intervient pour modi fier, suivant la vitesse, le taux de démultiplication entre la turbine 14 et l'arbre 4.
La partie de l'air fournie par le compresseur 8 qui n'est pas absorbée par le moteur, fournit une pression qui participe à l'entraînement de la turbine 14. La soupape 18 permet de mettre à l'échappement le conduit d'air de suralimentation.
Lorsqu'on freine, l'embrayage 36 est amené en prise par action sur la pédale de frein, ce qui met en jeu le compresseur de freinage. Le levier 48 est commandé par une pédale 49 ou de pleine puissance et une pédale 50, ou de marche économique , ainsi que par une pédale de freinage 51 au moyen du mécanisme représenté à la fig. 3.
Les pédales 49, 50 et 51 sont attelées respective ment à des ressorts de rappel 57 et agissant par l'intermédiaire de ressorts 52, travaillant à la trac tion et à la compression, sur la commande d'un servomoteur 53 qui actionne le levier 48.
Le mécanisme est combiné de telle sorte que le levier 48 occupe la position médiane 48' lorsque tou tes les pédales précitées se trouvent en position de repos. Le moteur peut alors être lancé et tourner au ralenti, entraînant l'arbre intermédiaire 34 qui tourne librement.
Lorsque la pédale 50 est enfoncée de la portion b-b de sa course b-c, le levier 48 est poussé vers la gauche, ce qui bloque l'arbre 34. La manoeuvre de la pédale 49 commande, par contre, un déplace ment du levier 48 et du manchon 42 vers la droite de la figure et, par suite, une mise en action du compresseur de suralimentation 8 ainsi que le départ du véhicule, s'il y a lieu.
La pédale de freinage 51 agit sur l'embrayage 36 pour solidariser l'arbre 34 avec le pignon 35 et entraîner le compresseur de freinage monté sur l'arbre 40.
Dans une variante ne comprenant pas de com- presseur de freinage, la pédale de freinage 51 pourra agir sur le servomoteur 53 pour déplacer le levier 48 vers la gauche et bloquer l'arbre 34, pour per mettre d'obtenir un freinage par le moteur.
Les trois ;pédales 49, 50 et 51 sont verrouillées entre elles de telle manière que la pédale 49 n'est libérée que lorsque les deux autres pédales se trou vent en position de repos. De même, les pédales 50 et 51 ne sont disponibles que pendant que la pédale 49 est au repos.
Les pédales 49 et 50 agissent, en outre, par des moyens non représentés sur les organes de débit du combustible au moteur. La pédale 49 pourra, par exemple, amener le débit de combustible à sa valeur maximum pour un point intermédiaire de sa course ; au-delà, la pédale 49 pourra, dans une variante, ouvrir l'arrivée de combustible à une chambre de combustion disposée dans le conduit 13 avant la turbine.
La pédale 49 a été représentée, sur la fig. 3, comme étant enfoncée à fond. Le déplacement de cette pédale a pour effet, outre la mise en action du compresseur de suralimentation, d'augmenter, jusqu'à un point intermédiaire de sa course b-d, le débit de combustible et de le porter à la valeur correspondant au taux maximum de suralimentation du moteur.
La course de la pédale jusqu'au point d peut, le cas échéant, avoir pour effet un accroissement de la puissance par l'alim,entation complémentaire de la turbine 14.
La pédale de marche économique 50 assure l'augmentation du débit de combustible jus- qu'à une valeur suffisante pour obtenir la pleine puissance du moteur non suralimenté lorsque la pédale 50 atteint le point c (fig. 3).
L'embrayage 42 pourrait aussi être un embrayage à lamelles, ou un accouplement embrayable hydrau lique ou magnétique, et être commandé par le levier du changement des vitesses.
Une troisième pédale d'accélération dite de secours , non représentée, commande l'injection d'eau en 54 dans la conduite de suralimentation 12 du moteur (fig. 1).
Dans une autre variante, non représentée, com- prenant un compresseur de suralimentation centri fuge, l'injection d'eau aura lieu à l'entrée du com presseur, pour améliorer en même temps les condi tions de compression d'air.
La même pédale d'accé- lération de secours pourra, dans le cas de la variante comprenant une chambre de combustion disposée dans le conduit 13, commander l'injection de com- bustibles dans cette chambre.
L'embrayage 55 est commandé par une pédale spéciale, non représentée. Il ne servira qu'au démar rage. L'embrayage 55 est, notamment, utilisé dans le cas où le compresseur est un compresseur centri fuge, pour permettre le démarrage. Le dispositif 18 peut être alors une simple soupape de surpression, comme représentée à la fig. 4.
L'embrayage 55 pourrait aussi, le cas échéant, être remplacé par une barre de torsion ou un fort ressort hélicoïdal recevant le couple d'entraînement de l'arbre 7 et le transmettant au compresseur 8.
Voici, par exemple, comment on peut faire fonc tionner l'installation qui vient d'être décrite A l'arrêt du véhicule et du moteur, la boîte de vitesses 5 ,peut être enclenchée ou non. Toutes les pédales étant en position de repos, le moteur est mis en marche de façon usuelle. L'arbre 34 reste alors en repos si la boîte 5 n'est pas encore en prise. Au contraire, si elle l'est déjà, l'arbre 34 tourne libre ment à une vitesse élevée alors que le moteur, lui, tourne au ralenti.
En effet, lorsque la boîte 5 est en prise, elle maintient l'arbre 4 immobile, dans ce cas, la cou ronne 32 est entraînée en rotation et entraîne elle- même le pignon 33 et l'arbre 34. Au contraire, si la boîte est au point mort, l'arbre 4 est entraîné en rotation alors que l'arbre 34 est immobilisé par l'inertie du compresseur 8, du ventilateur 56 et du compresseur de freinage.
Si la boîte de vitesses n'est pas encore en prise, une vitesse est alors mise en prise. Cet enclenche ment se fait sans difficultés si la boîte comporte des organes de synchronisation qui arrêteront l'arbre 4, tandis que l'arbre 34 commence à tourner librement, car, à ce moment, la couronne 32 est entraînée en rotation alors que le porte-satellites 24 est bloqué par l'arbre 4.
Pour le démarrage du véhicule en conditions ordinaires, il suffit maintenant d'appuyer sur la pédale 49. Cette action embraye graduellement l'em- brayage 42 avec le pignon 41, tout en augmentant le débit d'injection du moteur. Par conséquent, le moteur exerce un couple d'entraînement sur les arbres 34 et 4.
Le compresseur 8 commence alors à tourner d'une façon efficace, le pignon 46 deve nant libre, grâce à la roue libre 47, en raison de la différence des démultiplications entre les deux trains 46, 44, 41 et couronne 32, pignon 33.
Le moteur est de plus en plus suralimenté, au fur et à mesure que le débit d'injection et, par conséquent, le couple de sortie du moteur est augmenté. Le couple d'en traînement du compresseur suit cette augmentation d'une façon proportionnelle, ainsi que le couple exercé sur l'arbre 4.
Le véhicule démarre donc d'une façon d'autant plus vigoureuse que l'augmentation du couple du moteur est rapide et poussée.
La puissance de démarrage est augmentée, d'une façon très efficace, par l'action de la turbine à gaz 14. Avec son rapport de démultiplication initial, cette turbine se trouve à sa vitesse et puissance maxima pour une vitesse médiocre du véhicule. De ce fait, le couple exercé par elle sur l'arbre 4 est très élevé, tant qu'elle est en pleine charge.
Cette pleine charge est, de l'autre côté, assurée par le fait que le moteur tourne avec une très forte suralimentation et fournit ainsi une forte quantité de gaz d'échappement à la turbine.
Au cas où le véhicule très chargé est en détresse, quand il est, par exemple, sur très mauvais terrain ou ensablé, on utilisera la pédale d'accélération de secours qui, dans une partie de sa course, procure l'injection d'eau dans la chambre 54, située après le compresseur. Cette action diminue la température de l'air d'admission au moteur.
De ce fait, le poids de cet air augmente et la puissance et le couple du moteur augmenteront en conséquence, si le débit d'injection du carburant croît simultanément avec le débit d'injection de l'eau. Dans la variante compre nant une chambre de combustion, la pédale de secours agit, dans la dernière partie de sa course, sur l'étincelle et sur la vanne d'admission de combustible à cette chambre.
L'air envoyé par le compresseur à la turbine 14, par l'intermédiaire de la tubulure 13, est alors chauffé. Ceci augmente le débit des gaz envoyés à la turbine et, par conséquent, fait croître davantage son couple d'entraînement.
Quand le véhicule a démarré, on peut rouler lentement. Cette lente allure est assurée par l'action des agencements souples qui amortissent toute irré- gularité dans la marche du moteur, de façon que ni le moteur ni le véhicule n'ont tendance à secouer.
Lorsque le véhicule a atteint une certaine vitesse, le rapport de démultiplication de la turbine 14 change automatiquement en raison des masses cen trifuges 30, d'une part, et de la roue libre 27, d'au tre part.
Quand on laisse le véhicule rouler librement, toutes les ,pédales en repos, l'arbre 34 est sollicité en sens inverse à son sens normal puisqu'il se trouve alors entraîné par l'arbre 4. Ceci ne présente pas d'inconvénient pour le compresseur de suralimenta- tion mais pourrait avoir un mauvais effet sur d'au tres organes auxiliaires, par exemple sur la pompe à eau et la pompe à huile du moteur, au cas où elles seraient entraînées par l'arbre 45.
La roue den tée 46 assurera alors l'entraînement normal de ces organes, par le jeu de la roue libre 47 qui devient motrice quand la vitesse de l'arbre 34 descend en dessous d'une certaine valeur relative, par rapport à la vitesse de l'arbre 2.
Pour obtenir la marche économique, le conduc teur appuie sur la pédale 50. L'arbre 34 est alors bloqué. La vitesse du véhicule pendant l'action d'ar rêt de l'arbre 34 augmente puisque la puissance dis tribuée avant à cet arbre revient maintenant à l'ar bre 4. La marche obligatoire et usuelle de certains organes auxiliaires, comme le ventilateur, la pompe à eau, la pompe à huile, est de nouveau assurée par la roue dentée 46. Le compresseur, lui, pourra être amené à tourner librement, entraîné par la dépres sion à l'admission du moteur en agissant sur la pédale actionnant l'embrayage 55.
Pendant un changement de vitesses, toutes les pédales sont en position de repos. Le changement peut alors avoir lieu sans inconvénient, puisque l'ar bre 34 est libre et il n'y a ,pas de couple d'inertie du moteur exercé à l'entrée de la boîte 5.
Power plant for a road vehicle The subject of the invention is a power plant for a road vehicle, comprising an internal combustion engine, characterized by a differential gear whose two planetary gear and the planet carrier are individually coupled to the engine,
to a drive-wheel drive shaft and to a multiplication train serving to drive auxiliary apparatus comprising at least. a supercharger, this multiplication train comprising a clutch device, and by a turbine as.
pipes connect, on the one hand, to the exhaust of the gases from the engine and, on the other hand, to the outlet pipe of the compressor, this turbine being coupled to said drive shaft, by means arranged to cause, from a certain speed of the drive shaft, an automatic change of the gear ratio between this turbine and this shaft.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention, and a variant of a detail in FIG. 1 is a schematic plan view of this embodiment; fig. 2 shows a detail of this embodiment; Fig. 3 shows, schematically, the control device of this embodiment;
Fig. 4 shows a variant of the relief valve.
The installation shown in fig. 1 and 2 com takes an internal combustion engine 1 directly coupled to a shaft 2, the power being supplied to the driving wheels via a shaft 4 of a gearbox. 5 and a rear axle 6.
The shaft 4 is connected to the shaft 2 by a mechanism housed in a housing 3 and connected to a shaft 7 coupled to a supercharger 8 by the intermediary of a clutch 55, for example a hydraulic coupling. . In a variant,
this clutch could be replaced by a torque converter which will have the action of changing the overdrive ratio of the compressor in the necessary direction and insofar as the reduction in ambient pressure acts on its adjustment system. Thus, thanks to the action of the converter, the compressor will in this case provide an increased compression ratio at high altitude.
A very small variation in the torque ratio of the converter is in fact sufficient to give a very noticeable increase in the compression ratio of the compressor.
The air is admitted to the compressor 8 through the orifice 9, the filter 10 and the duct 11. The discharge duct of the compressor 8 is connected, on the one hand, to a duct 13 leading to a turbine 14 and, d 'on the other hand, to a supply duct 15 for the cylinders of the engine 1 and, finally, to a bypass duct 16 controlled by a valve 18 and connected to the exhaust duct 17.
On the other hand, the exhaust of the engine 1 is connected by a duct 19 to the turbine 14, so that the latter is driven not only by the air supplied by the compressor 8, but also by the gases from engine exhaust. The gases leaving the turbine pass into the exhaust duct 17. The turbine 14 drives a shaft 20 connected to the shaft 4 by a transmission mechanism contained in the casing 3.
The shaft 2 carries, on its end, the planetary ring gear 21 of an epicyclic gear train. The planet gears 22 and 23, meshing with this ring gear, rotate on a planet gear 24 secured to the transmission shaft 4.
On the other hand, the planet carrier 24 carries on the outside a toothing 25 which meshes with a pinion 26 connected, by means of a free wheel 27, to the shaft 20 driven by the turbine 14 (FIG. 1). ). The shaft 20 carries, on the other hand, a pinion 28 which meshes with a crown 29 mounted so as to be able to rotate freely on the planet carrier 24.
The transmission shaft 4 also carries centrifugal masses 30, returned to the shaft 4 by springs 31, and which establish, as soon as the shaft 4 reaches a certain predetermined limit speed, a drive contact by friction with the crown 29.
The gear ratio of the pinion 26 and ring gear 25 pair is greater than that of the pinion 28 ring 29 pair.
As long as the shaft 4 rotates at a speed lower than that for which the centrifugal masses 30 make the ring 29 integral with the shaft 4, it is the pinion 26 which drives, through the teeth 25, the planet carrier 24 and, consequently, the shaft 4. The pinion 28 drives the crown 29 which rotates freely.
As soon as the aforementioned limit speed has been reached, the drive takes place by the pinion 28, and the pinion 26, rotating faster than the hub of the freewheel 27, is no longer secured to the shaft 20. The change The reverse gear ratio occurs when the speed of the transmission shaft 4 again decreases below the limit speed.
On the shaft 2, freely rotates an outer ring 32 with double teeth, the internal teeth of which mesh with the planet gears 22 and 23, and the external teeth with a pinion 33 integral with the intermediate shaft 34.
On the shaft 34, freely rotates an intermediate toothed wheel 35 which can be made integral with the shaft 34 by a clutch 36, controlled by a brake pedal. The wheel 35 meshes with a toothed wheel 37 mounted on the shaft 2, by means of a free wheel 38, so that the shaft 2 tends to rotate this wheel 37. The ring gear 35 meshes with a pinion 39 integral with a shaft 40 coupled to a compressor forming a resistor used for braking.
On the intermediate shaft 34 is mounted, so as to be able to rotate freely, a toothed wheel 41 which can be made integral in rotation with the shaft 34, by the clutch 42, for example with friction, controlled by a lever 48. when this clutch 42 is moved to the right. The wheel 34 meshes with pinions 43 and 44 respectively secured to the shafts 7 and 45, the shaft 45 driving the fan 56 (Figs. 1 and 2).
The pinion 44 meshes; furthermore, with a toothed wheel 46 mounted on the shaft 2, by means of a free wheel 47, so that this shaft tends to drive it.
The clutches 42 and 36 can be operated independently of one another.
The installation described operates as follows: the lever 48 being in the position shown in the drawing (Fig. 2) and the sleeve 42, therefore, in the neutral position, the shaft 34 can rotate freely. In this position of lever 48, it is possible to start or stop the engine and to change gears.
When the clutch 42 is disengaged, the compressor 8 is no longer driven. If, at the same time, the clutch 36, which is only used for braking, is disengaged, the shaft 34 spins loose and no load is then demanded from the epicyclic gear 21-22-23. The gearbox 5, which is synchronized, can then be maneuvered without difficulty.
The clutch 42 having to transmit only a small fraction of the engine neck, is of reduced dimensions, while replacing a conventional clutch that is bulkier and more expensive. As soon as the lever 48 is brought to the right of the figure, the friction linings of the sleeve 42 cooperate with those of the gear 41.
The latter is thus made integral with the shaft 34 and drives the shafts 7 and 45 and, consequently, the supercharger 8 of the engine 1, as well as the fan 56. If the vehicle is stationary, it turns off. starts when the clutch 42 comes into action. If the vehicle is moving, this actuation engages the new gear after changing gears.
The clutch 42 thus plays the role of an ordinary clutch. When a new report has been chosen in the gearbox 5 after the clutch 42 has been disengaged, its re-engagement, by moving the lever 48 to the right, makes this report effective.
When the lever 48 is, on the other hand, brought towards the left of the figure, the friction linings of the sliding sleeve 42 cooperate with the linings 49 'fixed to the wall of the casing 3. The shaft 34 is thus immobilized, likewise than the outer ring 32. As for the supercharger 8 and the fan 56, they can rotate freely.
If the compressor 8 is positive-displacement, it may be driven by the low vacuum at the inlet of the engine 1 or it will be driven by the pinion 46.
This arrangement eliminates unnecessary work on the compressor 8 at the low powers of the engine 1, while making it possible to increase the maximum speed of the vehicle, since the locking of the shaft 34, by locking the crown 32, produces the same effect as 'a gear change in a classic gearbox.
The centrifugal device 30 intervenes to modify, depending on the speed, the gear ratio between the turbine 14 and the shaft 4.
The part of the air supplied by the compressor 8 which is not absorbed by the engine, provides a pressure which participates in driving the turbine 14. The valve 18 enables the air duct to be exhausted. of overeating.
When braking, the clutch 36 is brought into engagement by acting on the brake pedal, which brings into play the brake compressor. The lever 48 is controlled by a pedal 49 or full power and a pedal 50, or economy walking, as well as by a brake pedal 51 by means of the mechanism shown in FIG. 3.
The pedals 49, 50 and 51 are respectively coupled to return springs 57 and acting by means of springs 52, working in traction and compression, on the control of a booster 53 which actuates the lever 48. .
The mechanism is combined so that the lever 48 occupies the middle position 48 'when all the aforementioned pedals are in the rest position. The engine can then be started and idle, driving the intermediate shaft 34 which spins freely.
When the pedal 50 is depressed by the portion bb of its stroke bc, the lever 48 is pushed to the left, which blocks the shaft 34. The operation of the pedal 49 controls, on the other hand, a movement of the lever 48 and of the sleeve 42 to the right of the figure and, consequently, actuation of the supercharger 8 as well as the departure of the vehicle, if necessary.
The brake pedal 51 acts on the clutch 36 to secure the shaft 34 with the pinion 35 and drive the brake compressor mounted on the shaft 40.
In a variant not comprising a braking compressor, the brake pedal 51 will be able to act on the booster 53 to move the lever 48 to the left and block the shaft 34, to make it possible to obtain braking by the motor. .
The three pedals 49, 50 and 51 are interlocked in such a way that the pedal 49 is released only when the other two pedals are in the rest position. Likewise, pedals 50 and 51 are only available while pedal 49 is at rest.
The pedals 49 and 50 also act by means not shown on the fuel flow members to the engine. The pedal 49 could, for example, bring the fuel flow to its maximum value for an intermediate point of its stroke; beyond that, the pedal 49 could, in a variant, open the arrival of fuel to a combustion chamber arranged in the duct 13 before the turbine.
The pedal 49 has been shown in FIG. 3, as being fully pressed. The displacement of this pedal has the effect, in addition to the activation of the supercharger, to increase, up to an intermediate point of its stroke bd, the fuel flow rate and to bring it to the value corresponding to the maximum rate of engine supercharging.
The stroke of the pedal to point d can, where appropriate, have the effect of increasing the power by the complementary supply of the turbine 14.
The economy pedal 50 ensures the increase in fuel flow to a value sufficient to obtain the full power of the non-supercharged engine when the pedal 50 reaches point c (FIG. 3).
The clutch 42 could also be a plate clutch, or a hydraulic or magnetic clutch coupling, and be controlled by the gearshift lever.
A third so-called emergency accelerator pedal, not shown, controls the injection of water at 54 into the boost pipe 12 of the engine (FIG. 1).
In another variant, not shown, comprising a centrifugal supercharger, the injection of water will take place at the inlet of the compressor, at the same time to improve the air compression conditions.
The same emergency accelerator pedal may, in the case of the variant comprising a combustion chamber arranged in the duct 13, control the injection of fuels into this chamber.
The clutch 55 is controlled by a special pedal, not shown. It will only be used for starting. The clutch 55 is, in particular, used in the case where the compressor is a centrifugal compressor, to allow starting. The device 18 can then be a simple pressure relief valve, as shown in FIG. 4.
The clutch 55 could also, if necessary, be replaced by a torsion bar or a strong helical spring receiving the drive torque from the shaft 7 and transmitting it to the compressor 8.
Here is, for example, how the installation which has just been described can be made to operate. When the vehicle and the engine are stationary, the gearbox 5 may or may not be engaged. With all the pedals in the rest position, the engine is started in the usual way. The shaft 34 then remains at rest if the box 5 is not yet engaged. On the contrary, if it already is, the shaft 34 rotates freely at a high speed while the engine itself is idling.
Indeed, when the box 5 is engaged, it keeps the shaft 4 stationary; in this case, the crown 32 is rotated and itself drives the pinion 33 and the shaft 34. On the contrary, if the gearbox is in neutral, the shaft 4 is driven in rotation while the shaft 34 is immobilized by the inertia of the compressor 8, of the fan 56 and of the braking compressor.
If the gearbox is not yet in gear, then a gear is engaged. This engagement is done without difficulty if the box includes synchronization members which will stop the shaft 4, while the shaft 34 begins to rotate freely, because, at this moment, the crown 32 is rotated while the door -satellites 24 is blocked by tree 4.
To start the vehicle under ordinary conditions, it is now sufficient to depress the pedal 49. This action gradually engages the clutch 42 with the pinion 41, while increasing the injection rate of the engine. Therefore, the motor exerts a driving torque on the shafts 34 and 4.
The compressor 8 then begins to rotate efficiently, the pinion 46 becoming free, thanks to the free wheel 47, due to the difference in the gear ratios between the two trains 46, 44, 41 and crown 32, pinion 33.
The engine is more and more supercharged, as the injection rate and, therefore, the engine output torque is increased. The driving torque of the compressor follows this increase in a proportional way, as well as the torque exerted on the shaft 4.
The vehicle therefore starts in a way that is all the more vigorous as the increase in engine torque is rapid and pushed.
The starting power is increased, in a very efficient manner, by the action of the gas turbine 14. With its initial gear ratio, this turbine is at its maximum speed and power for a mediocre speed of the vehicle. As a result, the torque exerted by it on the shaft 4 is very high, as long as it is fully loaded.
This full load is, on the other hand, ensured by the fact that the engine runs with a very strong supercharging and thus supplies a large quantity of exhaust gas to the turbine.
In the event that the heavily loaded vehicle is in distress, for example when it is on very bad or sandy ground, the emergency accelerator pedal will be used which, during part of its travel, provides the injection of water. in chamber 54, located after the compressor. This action lowers the temperature of the intake air to the engine.
Therefore, the weight of this air increases, and the power and torque of the engine will increase accordingly, if the fuel injection rate increases simultaneously with the water injection rate. In the variant comprising a combustion chamber, the emergency pedal acts, in the last part of its stroke, on the spark and on the valve for admitting fuel to this chamber.
The air sent by the compressor to the turbine 14, via the pipe 13, is then heated. This increases the flow rate of the gases sent to the turbine and, therefore, further increases its drive torque.
When the vehicle has started, you can drive slowly. This slow speed is ensured by the action of flexible arrangements which dampen any irregularity in the operation of the engine, so that neither the engine nor the vehicle tend to shake.
When the vehicle has reached a certain speed, the gear ratio of the turbine 14 changes automatically due to the centrifugal masses 30, on the one hand, and the freewheel 27, on the other hand.
When the vehicle is allowed to roll freely, with all the pedals at rest, the shaft 34 is biased in the opposite direction to its normal direction since it is then driven by the shaft 4. This does not present any disadvantage for the supercharger but could have a bad effect on other auxiliaries, for example on the water pump and the engine oil pump, if they are driven by shaft 45.
The toothed wheel 46 will then ensure the normal drive of these components, by the play of the freewheel 47 which becomes driving when the speed of the shaft 34 drops below a certain relative value, with respect to the speed of tree 2.
To obtain economical operation, the driver presses the pedal 50. The shaft 34 is then blocked. The speed of the vehicle during the stopping action of shaft 34 increases since the power distributed before this shaft now returns to shaft 4. The obligatory and usual operation of certain auxiliary devices, such as the fan, the water pump, the oil pump, is again provided by toothed wheel 46. The compressor can be made to rotate freely, driven by the vacuum at the engine intake by acting on the pedal actuating the engine. 'clutch 55.
During a gear change, all the pedals are in the rest position. The change can then take place without inconvenience, since the shaft 34 is free and there is no inertia torque of the motor exerted at the input of the gearbox 5.