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.