ES2308524T3 - Elemento de transmision para una cadena de traccion de tipo hibrida paralela. - Google Patents

Elemento de transmision para una cadena de traccion de tipo hibrida paralela. Download PDF

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Abstract

Elemento de transmisión para una cadena de tracción de tipo híbrido paralelo, en particular, para vehículos automóviles, comprendiendo dicho elemento un órgano de entrada (15) rotatorio destinado a ser conectado a un motor térmico (11), un órgano de salida (19) de movimiento destina a ser conectado a un árbol de entrada (13) de caja de velocidades, una máquina eléctrica (14) que comprende un estator (27) y un rotor (26), un primer embrague (89A) de conexión entre el órgano de entrada (15) y un órgano intermedio (83) rotatorio alrededor de un primer eje (X-X''), estando conectado el órgano intermedio ((83) en rotación al rotor (26), un segundo embrague (89B) de enlace entre el órgano intermedio (83) y el órgano de salida (19) siendo distinto el eje (Y-Y'') de rotación del rotor (26) es distinto del primer eje (X-X'') de los medios de transmisión (121, 123, 135) que conectan en rotación el rotor (26) y el órgano intermedio (83), caracterizado porque comprende un cárter (21) que incluye una primera media carcasa (65) que soporta en rotación el órgano de entrada (15) y una segunda media carcasa (67) que soporta en rotación el árbol de caja (13), definiendo la primera y la segundas medias carcasas (65, 67) un alojamiento (69) en el cual se montan axial y concéntricamente el primer y el segundo embragues de conexión (89A, 89B).

Description

Elemento de transmisión para una cadena de tracción de tipo hídrida paralela.
La presente invención se refiere a un elemento de transmisión para una cadena de tracción de tipo híbrida paralela, especialmente para vehículos automóviles.
Se entiende por cadena de tracción híbrida paralela, una cadena de tracción que proporciona a un árbol de ruedas una energía mecánica a partir de al menos un motor de tipo "irreversible" (en general un motor térmico) y de al menos un motor de tipo reversible (en general un motor eléctrico). En este tipo de cadena, el nudo de energía que procede de los dos motores es de naturaleza mecánica.
Se conocen cadenas de tracción de este tipo (FR 2 814 121) que comprenden un motor térmico, un elemento de transmisión, y una caja de velocidades, cuya entrada se conecta a un elemento de transmisión y cuya salida lo hace a un árbol de ruedas.
El elemento de transmisión incluye por otra parte un motor eléctrico así como un primer embrague de enlace entre el motor térmico y el motor eléctrico, y un segundo embrague de enlace entre el motor eléctrico y la caja de velocidades. Los primer y segundo embragues son de tipo húmedo.
Tales cadenas de tracción híbrida no dan una satisfacción plena.
En efecto, el elemento de transmisión que integra motor eléctrico y los dos embragues de conexión respectivamente al motor térmico y a la caja de velocidades no está previsto para ser fácilmente intercambiable con un embrague simple del tipo utilizado en las cadenas de tracción clásica de motor térmico.
Más precisamente, la integración de un elemento de transmisión de este tipo en una cadena de tracción clásica requiere el desfase del motor térmico y/o de la caja de velocidades, lo que trae consigo la modificación de numerosas partes del compartimento motor.
Habida cuenta del escaso número de vehículos de propulsión híbrida producto de nuestros días, el costo de estas cadenas de tracción es por tanto extremadamente elevado con relación al costo de una cadena de tracción de un grupo motopropulsor de propulsión clásica.
La invención tiene pues por objeto proponer un e1ementp de transmisión de volumen compacto que pueda sustituir a un embrague simple de una cadena de tracción de una única fuente clásica para formar una cadena de tracción de tipo híbrido paralelo, sin modificación principal de los otros elementos de la cadena de tracción.
La invención tiene por tanto por objeto un elemento de transmisión para una cadena de tracción de tipo híbrido paralelo, en particular, para vehículos automóviles, comprendiendo dicho elemento un órgano de entrada rotatorio destinado a ser conectado a un motor térmico, un órgano de salida de movimiento destinado a ser conectado a un árbol de entrada de caja de velocidades, una máquina eléctrica que comprende un estator y un rotor, un primer embrague de conexión entre el órgano de entrada y un órgano intermedio rotatorio alrededor de un primer eje, estando conectado en rotación el órgano intermedio al rotor, un segundo embrague de conexión entre el órgano intermedio y el órgano de salida, siendo el eje de rotación del rotor distinto del primer eje y conectando en rotación unos medios de transmisión el rotor y el órgano intermedio, caracterizado por que comprende un cárter que incluye una primera media carcasa que soporta en rotación el órgano de entrada y una segunda media carcasa, definiendo la primera y la segundas medias carcasas un alojamiento en el cual se montan coaxial y concéntricamente el primer y el segundo embragues de conexión.
La publicación DE-A-102 09 514 describe un elemento de transmisión según el preámbulo de la reivindicación 1.
Según otras características de la invención, tomadas una a una o según todas las combinaciones técnicamente posibles:
- el eje de rotación del rotor es paralelo a dicho primer eje;
- la máquina eléctrica tiene forma alargada según el eje de rotación del rotor;
- la máquina eléctrica está en el exterior de dicho alojamiento y el rotor es solidario en rotación con un órgano de acoplamiento en dicho alojamiento;
- los medios de transmisión comprenden una primera rueda dentada solidaria con una superficie radial del órgano de acoplamiento, una segunda rueda dentada solidaria de una superficie radial con el órgano intermedio y una cadena de transmisión que conecta la primera y la segunda ruedas dentadas;
- el órgano intermedio está en formado por un cubo que se extienden perpendicularmente al primer eje, incluyendo este cubo en una cara de aguas arriba, una corona axial externa en enlace rotatorio con el primer embrague, una corona axial interna en enlace rotatorio con el segundo embrague, estando montado este cubo rotatorio en torno al primer eje sobre un distribuidor fijado en el cárter;
- el órgano de entrada está formado por un disco que se extiende perpendicularmente al primer eje, incluyendo este disco en una cara de aguas arriba, una corona axial de aguas arriba provista de acanaladuras de conexión con un volante amortiguador conectado al motor térmico y en una cara de aguas abajo, una corona axial de aguas abajo en enlace rotatorio con el primer embrague;
- el órgano de salida está formado por un disco que se extiende perpendicularmente al primer eje, incluyendo este disco en una cara de aguas abajo, una corona axial interna provista de acanaladuras de conexión con un árbol de entrada de caja de velocidades y una corona axial externa en enlace rotativo con el segundo embrague;
- el órgano de entrada, los primer y segundos embragues, el órgano intermedio y el órgano de salida forman parte de un módulo dispuesto en una sola pieza en el alojamiento;
- los primer y segundo embragues son de tipo húmedo, estando cerrado el alojamiento de manera estanca a un fluido de lubricación y de enfriamiento;
- el primer embrague comprende una primera serie de discos en enlace rotatorio con el órgano de entrada y una segunda serie de discos en enlace rotatorio con el órgano intermedio, estando dispuestos los discos de este segundo serie entre los discos de la primera serie, siendo desplazables las primera y segunda series de discos en translación axial bajo la acción de un pistón de accionamiento dispuesto en un alojamiento del órgano intermedio;
- el segundo embrague comprende una primera serie de discos en enlace rotatorio con el órgano intermedio y una segunda serie de discos en enlace rotatorio con el órgano de salida, estando dispuestos los discos de la segunda serie entre los discos de la primera serie, siendo desplazables la primera y la segunda series de discos en translación axial bajo la acción de un pistón de accionamiento dispuesto en un alojamiento del órgano intermedio;
- los primer y segundo embragues comprenden cada uno un órgano de recuperación en la posición abierta de estos embragues; y
- comprende por otra parte un circuito hidráulico de control selectivo del cierre del primer y del segundo embragues.
La invención tiene también por objeto un vehículo automóvil que comprende una cadena de tracción de tipo híbrida paralela, comprendiendo dicha cadena de tracción un motor térmico, una caja de velocidades y un elemento de transmisión tal como se ha mencionado anteriormente.
Se comprenderá mejor la invención mediante la lectura de la descripción siguiente, dada a título de ejemplo y que hace referencia a los dibujos anexos, en los cuales:
- la Figura 1 es una vista esquemática en corte axial de un elemento de transmisión según la invención;
- la Figura 2 es una vista de un detalle de la Figura 1; y
- la Figura 3 es una vista esquemática de los circuitos hidráulicos de control y de lubricación/enfriamiento del elemento de transmisión según la invención.
En la Figura 1, se ha representado un elemento de transmisión según la invención, destinado a conectar un cigüeñal 11 de motor térmico a un árbol de entrada 13 de una caja de velocidades.
Este elemento de transmisión comprende una máquina eléctrica 14, un órgano de entrada 15 rotatorio alrededor de un primer eje X-X', un órgano de salida 19 de movimiento, rotatorio en torno al primer eje X-X', y un cárter 21 de embrague.
El eje X-X' está orientado de la entrada hacia la salida para comodidad de la descripción siguiente.
Los términos "aguas arriba ", "aguas abajo", "axial" y "radial" se entenderán haciendo referencia a esta orientación.
El cigüeñal 11 del motor térmico está provisto de un volante de inercia 22, y se conecta a un órgano de entrada 15 por un dispositivo amortiguador 23.
El árbol de entrada 13 de la caja de velocidades (designado por "árbol primario" o en este texto por "árbol de caja") se monta rotatorio alrededor del eje X-X'. Comprende en su cara radial exterior una porción acanalada 25 que coopera con el órgano de salida 19.
La máquina eléctrica 14 comprende un rotor 26 y un estator 27. El rotor 26 está dispuesto según un eje Y-Y' paralelo al primer eje X-X', apartado de este primer eje X-X' y en el exterior del cárter de embrague 21.
Esta máquina eléctrica 14 es de forma alargada según el eje Y-Y' de modo que la longitud de la máquina eléctrica 14, tomada según el dirección Y-Y' es superior a su diámetro, tomado según una dirección perpendicular al eje Y-Y'.
Esta disposición se adapta especialmente para optimizar el volumen de los grupos motopropulsores de disposición transversal con respecto a una dirección longitudinal del vehículo.
Como se ilustra en la Figura 2, el órgano de entrada 15 tiene forma de disco que se extiende perpendicularmente el eje X-X'. Está atravesado por un taladro 33 central de eje X-X'. Comprende una primera y una segunda coronas de aguas arriba 35 y 37 en la cara de aguas arriba y una corona de aguas abajo 39 en la cara de aguas abajo, que se extienden según unas direcciones paralelas al eje X-X'.
El extremo de aguas arriba del árbol de caja 13 está colocado en el taladro central 33. La primera corona de aguas arriba 35 delimita circunferencialmente este taladro 33. La cara radial interna de esta primera corona de aguas arriba está provista de un alojamiento circunferencial 41.
El órgano de entrada 15 está montado libre en rotación en torno al eje X-X' en el árbol de caja 13 por medio de un cojinete de rodillos 43 cuyo anillo externo está apoyado en el alojamiento circunferencial 41 y el anillo interno está apoyado en el árbol de caja 13.
Una tapa de estanqueidad 45 se fija apoyada en la cara radial externa de la primera corona circunferencial 35 para sellar el taladro 33 aguas arriba.
La segunda corona de aguas arriba 37 comprende una cara radial interna 47 acanalada que coopera con unas acanaladuras en una superficie externa frente al dispositivo amortiguador 23 fijado al volante de inercia 22 que equipa el cigüeñal 11.
El órgano de salida 19 tiene forma de disco que se extiende perpendicularmente al eje X-X'. Comprende en su cara de aguas abajo una corona externa de aguas abajo 61 y una corona interna de aguas abajo 63 que se extienden según unas direcciones paralelas al eje X-X'.
Esta corona interna de aguas abajo 63 está provista en su cara radial interna de unos surcos que cooperan con la porción acanalada 25 del árbol de caja 13, como se ha descrito anteriormente.
Haciendo referencia a la Figura 1, el cárter de embrague 21 está constituido esencialmente por una primera media carcasa 65 y una segunda media carcasa 67, unidas por unos medios de fijación (no representados) repartidos por la periferia del cárter 21. Las dos medias carcasas 65 y 67 de cárter delimitan internamente un alojamiento 69.
La primera media carcasa 65 está atravesada por un taladro central 71 de eje X-X'. Haciendo referencia a la Figura 2, la primera y la segunda coronas de aguas arriba 35 y 37 del órgano de entrada 15 así como el extremo de aguas arriba del árbol de caja 13 están dispuestos sobresaliendo en este taladro 71.
Por otra parte, una junta de estanqueidad 73 está montada apoyándose, por una parte, en la cara externa de la segunda corona de aguas arriba 37 del órgano de entrada 15 y por otra parte, en un alojamiento circunferencial 75 de la primera media carcasa 65.
Haciendo referencia a la Figura 1, la segunda media carcasa 67 está atravesada por un taladro 77 de eje X-X' en el cual se monta el árbol de caja 13 rotatorio alrededor del eje X-X' por medio de un cojinete de rodillos 79.
La segunda media carcasa está provista además de un manguito 81 atravesado por un taladro de eje Y-Y'.
El alojamiento 69 definido por las dos medias carcasas 65 y 67 contiene un órgano intermedio 83, un órgano de acoplamiento 85 al rotor 26 de la máquina eléctrica 14, un distribuidor hidráulico 87, un primer embrague 89A entre el órgano de entrada 15 y el órgano intermedio 83 y un segundo embragues 89B entre el órgano intermedio 83 y el órgano de salida 19.
El órgano intermedio 83 está formado esencialmente por un cubo. Como se ilustra en la Figura 2, la cara de aguas arriba de este órgano 83 comprende sucesivamente según una dirección radial desde el exterior hacia el eje X-X', una corona externa de aguas arriba 91, una corona interna de aguas arriba 93 y una corona de apoyo 95 que se extienden paralelamente a la dirección axial hacia aguas arriba.
La corona de apoyo 95 descansa en el distribuidor hidráulico 87, en el centro de dos cojinetes lisos 97. Así pues, el órgano intermedio 83 está montado rotatorio en torno al eje X-X' con respecto al distribuidor hidráulico 87.
Este órgano 83 comprende, por otro lado, un primer alojamiento de pistón 99 que se extiende radialmente entre la corona externa 91 y la corona interna 93 y un segundo alojamiento de pistón 101 que se extiende radialmente entre la corona interna 93 y la corona de apoyo 95.
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El órgano intermedio 83 comprende además, en su cara radial externa, una rueda tangente dentada 121 de enlace con el órgano de acoplamiento 85.
El órgano de acoplamiento 85 (Figura 1) comprende una rueda dentada 123 montada rotatoria en torno al eje Y-Y' por medio de cojinetes de rodillos 124 que se apoyan en las caras radiales externas del manguito 81.
El órgano de acoplamiento 85 comprende adicionalmente un árbol de salida 127 montado solidario con la rueda dentada 123. Una junta de estanqueidad 129 está dispuesta entre este árbol de salida 127 y el manguito 81. El árbol de salida 127 comprende, por otra parte, una porción de aguas arriba 130 en el exterior del manguito 81.
La superficie radial externa de la porción de aguas arriba 130 del árbol de salida 127 comprende una zona acanalada.
Esta zona acanalada coopera con un alojamiento acanalado 133 axial en el rotor 26 de modo que el rotor 26 y el órgano de acoplamiento 85 son solidarios en rotación.
Por otra parte, los dientes de la rueda tangente dentada 123 del órgano de acoplamiento 85 y de la rueda dentada 121 del órgano intermedio 83 están en el mismo plano de rotación, perpendicular a los ejes X-X' e Y-Y'.
Una cadena 135 de tipo "Morse" cuya primera parte coopera con la rueda dentada 123 del órgano de acoplamiento 85 y una segunda parte coopere con la rueda tangente dentada 121 del órgano intermedio 83 conecta en rotación estos órganos.
El distribuidor hidráulico 87 está constituido por un manguito que se extiende axialmente siguiendo el eje X-X'. La base de aguas abajo de este manguito está insertada entre la segunda media carcasa 67 del cárter 21 y el árbol de caja 13. Una doble junta de estanqueidad 131 está dispuesta entre este manguito y el árbol de caja 13.
Por otra parte, este manguito está fijado a la segunda media carcasa 67 por medio de un tornillo 133.
Como se ilustra en la Figura 2, el primer embrague 89A está constituido por una primera serie de discos 151A vinculados en rotación a la corona de aguas abajo 39 del órgano de entrada 15 por unas acanaladuras axiales y una segunda serie de discos 153A vinculados en rotación a la corona externa de aguas arriba 91 del órgano intermedio 83 por unas acanaladuras axiales. Comprende además un primer pistón 155A y un elemento elástico 157A.
Los primeros y segundos discos 151A y 153A están imbricados de manera alternada y son desplazables de manera axial respectivamente sobre la corona de aguas abajo 39 del órgano de entrada 15 y en la corona externa 91 del órgano intermedio 83.
Un tope de aguas arriba 159A, solidario con la corona externa 91 del órgano intermedio 83 limita el desplazamiento axial de los primeros y segundos discos 151A y 153A en el sentido hacia aguas arriba.
El primer pistón 155A posee una primera superficie de apoyo en la segunda serie de discos 153A y una segunda superficie de apoyo, frente al fondo del primer alojamiento 99. El primer pistón 155A obtura el primer alojamiento 99 de manera estanca.
El elemento elástico 157A toma apoyo, por una parte, en una superficie del pistón opuesta a la segunda superficie y, por otra parte, en un soporte 161A solidario con la corona interna 93 del órgano intermedio 83.
En reposo, el elemento elástico 157A, constituido por ejemplo por un resorte helicoidal, o un diafragma o un disco elástico, mantiene la segunda superficie de apoyo del primer pistón 155A en contacto con el fondo de alojamiento 99. El primer embrague 89A está por tanto naturalmente en posición abierta, es decir en posición desembragada.
Este embrague 89A es de tipo "húmedo". El primer pistón 155A es desplazable por deslizamiento axial hacia aguas arriba cuando el fluido de control que desemboca en el primer alojamiento 99 ejerce una presión hidráulica sobre el pistón 155A.
Este desplazamiento permite apretar de manera solidaria los primeros y segundos discos 151A y 153A entre la primera superficie del primer pistón 155A y el tope 159A para que el primer embrague 89A esté en posición cerrada, es decir, en posición embragada.
El segundo embrague 89B es de constitución y funcionamiento idénticos a los del primer embrague 89A.
Comprende una primera y una segunda series de discos 151B y 153B solidarias en rotación respectivamente con la corona de aguas abajo 61 del órgano de salida 19 y con la corona interna 93 del órgano intermedio 83, por unas acanaladuras.
Comprende también un tope 159B, un segundo pistón 155B que posee una primera superficie de contacto con los segundos discos 153B y una segunda superficie de contacto frente al fondo del segundo alojamiento 101, y un elemento elástico 157B.
El segundo pistón 155B obtura el segundo alojamiento 101 de manera estanca.
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El elemento elástico 157B se apoya, por una parte, en una superficie del segundo pistón 155B opuesta a su segunda superficie y, por otra parte, en un soporte 161B solidario con la corona de apoyo 95 del órgano intermedio 83.
Como en el caso del primer embrague 89A, el elemento elástico 157B mantiene, en reposo, la segunda superficie del pistón 155B en contacto con el fondo del alojamiento 10l y por lo tanto, el primer y el segundo discos 151B y 153B apartados. El segundo embrague 89B está naturalmente por tanto en posición abierta, es decir que naturalmente está en posición desembragada.
Por otra parte, el segundo embrague 89B es de tipo "húmedo". El segundo pistón 155B es desplazable axialmente hacia aguas arriba bajo el efecto de la presión del fluido que desemboca en el segundo alojamiento 101, para que el segundo embrague 89B esté en posición cerrada, es decir, embragada.
El primer y el segundo embragues 89A y 89B están montados coaxial y concéntricamente, de modo que el volumen del conjunto de transmisión según el eje X-X' sea mínimo. Este volumen es inferior o sensiblemente igual al de un elemento de embrague clásico de vehículo de propulsión monofuente.
Además, el órgano de acoplamiento 85 y el órgano intermedio 83 están dispuestos en un mismo plano perpendicular al eje X-X' para minimizar el volumen del elemento de transmisión según el eje X-X'.
Además, el primer embrague 89A está dispuesto radialmente en el exterior del segundo embrague 89B.
Como se ve en la Figura 3, el primer y el segundo embragues están controlados selectivamente, lubricados y enfriados por un fluido a presión que circula a través de un primer circuito hidráulico 201 de control y un segundo circuito hidráulico 203 de lubricación/enfriamiento desde una fuente 205 de fluido a presión común a estos dos circuitos 201 y 203.
Esta fuente 205 de fluido a presión comprende un generador de presión 207, un acumulador de presión 209, un conducto 211 de emisión de fluido a presión y un circuito de descarga 213.
El generador de presión 207 está constituido por una bomba 215 cuya entrada se conecta hidráulicamente a un depósito de fluido 217. Un elemento de filtración 219 (designado por filtro) está interpuesto entre el depósito 217 y la bomba 215.
La salida de la bomba 215 se conecta, por una parte, al acumulador de presión 209 y, por otra parte, al conducto de admisión 211. Esta salida está provista de una válvula antirretorno 221 que evita que el fluido a presión sea reintroducido en la bomba 215. En el ejemplo representado en la Figura 3, la presión del fluido a la salida de la bomba 215 es sensiblemente de 40 bar, para un caudal de 1,4 litros por minutos. En este ejemplo, los embragues se dimensionan para transmitir un par máximo de 270 Nm.
El acumulador de presión 209 comprende un depósito de fluido 223 y una electroválvula de conexión 225 con el generador de presión 207 y el conducto de emisión 211. Esta electroválvula 225 funciona según tres modos.
En un modo receptor, el fluido a presión circula desde el generador de presión 207 hacia el depósito 223 para recargar el depósito 223 de fluido a presión. En un modo emisor, el fluido a presión circula entre el depósito 223 y el conducto de emisión 211 para distribuir el fluido a presión a los circuitos hidráulicos 201 y 203. Finalmente, en un modo neutro, el depósito 223 se aísla del conducto de emisión 211.
El conducto de emisión 211 está provisto de un sensor de presión 227. Este sensor 227 se conecta eléctricamente a una unidad de control 229 de la electroválvula 225 del acumulador de presión 209. Cuando la presión medida por el sensor 227 disminuye por debajo de un valor predeterminado, la unidad de control 229 activa la electroválvula 225 para alimentar el conducto de admisión 211 de fluido a presión a partir del acumulador 209.
Por otra parte, la unidad de control 229 está conectada eléctricamente al motor de la bomba 215 para accionar esta bomba 215 en función de la presión medida por el sensor 227. Así pues, cuando la presión en el conducto 211 desciende por debajo de un valor umbral, la bomba 215 es accionada y la electroválvula 225 es abierta para recargar el acumulador de presión 209 de fluido a presión.
Adicionalmente, el conducto de emisión 211 está conectado hidráulicamente con el circuito de descarga 213. Este circuito de descarga 213 comprende una válvula de seguridad 231 cuya entrada está conectada al conducto de emisión 211 y cuya salida está unida al depósito 217. Más allá de un valor de tara predeterminado (43 bar en el ejemplo ilustrado en las figuras), esta válvula 231 está abierta y el fluido a presión circula desde el conducto de emisión211 hasta el depósito 217 para disminuir la presión en este conducto 211 y en el primer y el segundo circuitos hidráulicos 201 y 203.
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El primer circuito hidráulico 201 de control está conectado hidráulicamente al conducto de emisión 211. Comprende unos primer y segundo circuitos de alimentación 241A y 241B de fluido a presión respectivamente del primer y del segundo alojamientos 99 y 101 del órgano intermedio 83.
El primer circuito de alimentación 241A comprende una electroválvula de control 243A conectada hidráulicamente al conducto de emisión 211, un primer canal 245A dispuesto según una dirección radial en el distribuidor hidráulico 87 y un segundo canal 247A dispuesto según una dirección radial en el órgano intermedio 83.
El primer canal 245A incluye un orificio de entrada conectado a la salida de la electroválvula de control 243A y un orificio de salida que se abre en el espacio anular entre el distribuidor hidráulico 87 y el órgano intermedio 83 (Figura 2).
El segundo canal 247A comprende un orificio de entrada en la cara radial interna de la corona de apoyo 95 frente al orificio de salida del primer canal 245A, y un orificio de salida que se abre en el primer alojamiento de pistón 99.
La electroválvula 243A está controlada por la unidad de control 229 para regular la presión en el alojamiento de pistón 99 en una serie de valores dentro de una gama predeterminada (por ejemplo de 0 a 11 bar).
Así es posible controlar el primer embrague 89A para obtener un apriete progresivo de los discos 151A y 153A.
Haciendo referencia a la Figura 3, el segundo circuito de alimentación 241B comprende una electroválvula de control 243B conectada hidráulicamente al conducto de admisión 211, un tercer canal 245B dispuesto según una dirección radial en el distribuidor hidráulico 87 y un cuarto canal 247B dispuesto según una dirección radial en el órgano intermedio 83.
El tercer canal 245B incluye un orificio de entrada conecto a la salida de la electroválvula de control 243B y un orificio de salida que se abre en el espacio anular entre el distribuidor hidráulico 87 y el órgano intermedio 83 (Figura 2). El tercer canal 245B está desplazado radialmente con respecto al primer canal 245A.
El cuarto canal 247B comprende un orificio de entrada en la cara radial interna de la corona de apoyo 95 frente al orificio de salida del tercer canal y un orificio de salida que desemboca en el segundo alojamiento del pistón 101.
La electroválvula 243B es controlada por la unidad de control 229 para regular la presión en el alojamiento de pistón 99 sobre una serie de valores dentro de una gama predeterminada (por ejemplo de 0 a 11 bar).
Así es posible controlar el segundo embrague 89B para obtener un apriete progresivo de los discos 151B y 153B.
Haciendo referencia a la Figura 3, el circuito de lubricación/enfriamiento 203 comprende una electroválvula de control 261 conectada hidráulicamente al conducto de admisión 211. Esta electroválvula 261 es del tipo de todo o nada, es decir que posee dos modos de funcionamiento, abierto o cerrado. Este circuito 203 comprende, por otra parte, un primer conducto 263C y un segundo conducto 263D.
Se interpone una válvula de seguridad 264 entre el conducto de emisión 211 y la electroválvula 261. Esta válvula 264 permite evitar, en el momento de la apertura de la electroválvula 261, la caída de presión en el conducto de emisión 211 y en consecuencia la apertura inesperada de uno u otro o de los dos embragues 89A, 89B inicialmente cerrados por la puesta a presión de los alojamientos 99, 101 a partir del conducto de admisión 211.
El primer conducto 263C comprende un quinto canal radial 265C. Este quinto canal 265C está dispuesto en el distribuidor 87. Conecta hidráulicamente la salida de la electroválvula 261 a un orificio de salida radial que se abre en el espacio anular entre el distribuidor hidráulico 87 y el árbol de caja 13 (Figura 1).
El primer conducta incluye, por otra parte, un sexto canal 267C interno del eje X-X'. Este sexto canal 267C está dispuesto en el árbol de caja 13. Comprende un orificio de alimentación radial en su cara radial exterior, frente al orificio de salida radial del quinto canal 265C y un orificio 269C axial en la cara axial de aguas arriba de este árbol 13 (Figura 2).
Por otra parte, haciendo referencia a la Figura 3, el segundo conducto 263D comprende un séptimo canal 265D axial. Este canal 265D está dispuesto en el distribuidor hidráulico 87 según una dirección paralela al eje X-X'. Conecta hidráulicamente el quinto canal 265C a un orificio de salida radial en el espacio anular entre el distribuidor hidráulico 87 y el órgano intermedio 83 (Figura 2).
Este segundo conducto 263D incluye, por otra parte, un octavo canal 267D radial interno. Este canal 267D está dispuesto en el órgano intermedio 83. Comprende un orificio de alimentación radial en la cara radial interna de la corona de apoyo 95 frente al orificio de salida radial del séptimo canal axial 265D del distribuidor 87. Comprende por otra parte un orificio de salida en la cara radial externa de la corona de apoyo 95. Este orificio de salida 269D está desplazado axialmente hacia aguas arriba con respecto al segundo alojamiento de pistón 101.
Cuando se debe efectuar un ciclo de enfriamiento y lubricación de los embragues 89A, 89B, la unidad de control 229 controla la bomba 215 y abre la electroválvula 261.
La lubricación y el enfriamiento del primer embrague 89A se aseguran por la circulación del fluido desde el conducto de admisión 211, sucesivamente a través de la válvula 264 si la presión en dicho conducto de emisión 211 es superior a un valor de tara predeterminado de la válvula 264 (38 bar en el ejemplo ilustrado en las Figuras), la electroválvula 261 puesta en posición abierta, el quinto canal 265C, el sexto canal 267C, el orificio axial 269C del árbol de caja 13, luego el rodamiento 43, hasta el primer espacio 271C formado entre el órgano de entrada 15, y el órgano de salida 19, el órgano intermedio 83 y el primer pistón 155A y finalmente a través de los discos 151A y 153A del primer embrague 89A.
La lubricación y el enfriamiento del segundo embrague 89B son asegurados por la circulación del fluido desde el conducto de emisión 211, sucesivamente a través de la válvula 264 si la presión en el conducto 211 es superior a un valor de tara predeterminado de la válvula 264 (38 bar en el ejemplo ilustrado en las Figuras), la electroválvula 261 puesta en posición abierta, el séptimo canal 265D, el octavo canal 267D, el orificio de salida 269D hasta el segundo espacio 271D delimitado por la corona de apoyo 95 del órgano intermedio 83, el segundo pistón 155B y el órgano de salida 19, y finalmente a través de los discos 151B y 153B del segundo embrague 89B.
Por otra parte, el espacio 271D está en comunicación hidráulica con el espacio 271C por el segundo embrague 89B.
Adicionalmente, las dos medias carcasas del cárter 65 y 67, la tapa de estanqueidad 45, el órgano de entrada 15, el órgano de acoplamiento 85 y el árbol de caja 13 definen un alojamiento 69 estanco para el fluido de enfriamiento y de lubricación.
La lubricación y el enfriamiento de los medios de transmisión constituidos por la rueda dentada 123 del órgano de acoplamiento 85, la cadena Morse 135 y la rueda dentada 121 del órgano intermedio 83, están garantizadas por aspersión del fluido de lubricación y enfriamiento que fluye fuera del primer espacio 271C a través del primer y del segundo discos 151A y 153A del primer embrague 89A.
Como ejemplo, se describirá a continuación el funcionamiento del elemento de transmisión según la invención en el arranque de un vehículo automóvil según la invención.
Inicialmente, el vehículo puede arrancar con la ayuda de la máquina eléctrica 14.
La electroválvula 243B es accionada para alimentar de fluido a presión el segundo circuito de alimentación 241B. Haciendo referencia a la Figura 2, la presión del fluido en el tercer canal 245B del distribuidor hidráulico 87, luego en el cuarto canal 247B del órgano intermedio 83 y por tanto en el segundo alojamiento 101 del segundo pistón 155B, aumenta.
Bajo el efecto de este aumento de presión, se aplica una fuerza sobre la segunda superficie del segundo pistón 155B. Esta fuerza es superior a la fuerza de recuperación del elemento elástico 157B y el segundo pistón 155B se desplace axialmente hacia aguas arriba. Los primeros y segundos discos 151B y 153B del segundo embrague 89B son solidarizados progresivamente según la presión en el alojamiento 101 controlada por la unidad de control 229. Así el segundo embrague 89B es progresivamente cerrado o embragado.
Se proporciona una alimentación eléctrica al estator 27 que acciona en rotación el rotor 26 y por lo tanto, el órgano de acoplamiento 85. Este movimiento de rotación se transmite al órgano intermedio 83 por la cadena Morse 135.
Estando cerrado el segundo embrague 89B, el movimiento de rotación del órgano intermedio 83 se transmite al órgano de salida 19. Este órgano de salida 19 acciona en rotación en torno al eje X-X' el árbol de caja 13 y como consecuencia, si se encaja una relación en la caja de velocidades, las ruedas del vehículo.
Cuando el vehículo alcanza una velocidad predeterminada, el motor térmico puede ser arrancado con ayuda de la máquina eléctrica.
La electroválvula 243A es accionada entonces para alimentar de fluido a presión el primer circuito de alimentación 241A. Haciendo referencia a la Figura 2, la presión del fluido en el primer canal 245A del distribuidor hidráulico 87, luego en el segundo canal 247A del órgano intermedio 83 y por tanto en el primer alojamiento 99 del primer pistón 155A, aumenta.
Bajo el efecto de este aumento de presión, se aplica una fuerza sobre la segunda superficie del primer pistón 155A. Esta fuerza es superior a la fuerza de recuperación del elemento elástico 157A. El primer pistón 155A se desplaza entonces axialmente hacia aguas arriba.
A continuación, los primeros y los segundos discos 151A y 153A son apretados progresivamente según la presión en el alojamiento 99 controlada por la unidad de control externa 229 entre la primera superficie del primer pistón 155A y el tope 159A. Así el primer embrague 89A es progresivamente cerrado o embragado.
Estando siempre alimentada la máquina eléctrica 14, el movimiento de rotación del órgano intermedio 83 es transmitido al órgano de entrada 15 por el primer embrague 89A.
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El órgano de entrada 15 acciona en rotación el dispositivo amortiguador 23, el volante de inercia 22 y por consiguiente el cigüeñal 11 del motor térmico.
Cuando este motor alcanza un régimen suficiente, comienza la inyección y la combustión de combustible en los pistones.
En este momento, puede cortarse la alimentación eléctrica de la máquina eléctrica 14. El movimiento de rotación del órgano intermedio 83 es transmitido al órgano de acoplamiento 85 por la cadena Morse 135. Esta rotación del órgano de acoplamiento acciona en rotación al rotor 26 para una posible producción de energía eléctrica que se recoge en los terminales del estator 27.
Durante todas estas operaciones, la lubricación y el enfriamiento del primer y del segundo embragues 89A y 89B así como del órgano intermedio 83, de la cadena Morse 135, y del órgano de acoplamiento 85 es asegurada por la circulación de un fluido de lubricación y de enfriamiento a a través de la electroválvula 261, y el primer y el segundo conductos 263C y 263D como se describe arriba.
Por otra parte, el órgano de entrada 15, el primer y el segundo embragues 89A y 89B, el órgano intermedio 83, el distribuidor hidráulico 87 y el órgano de salida 19 forman parte de un módulo dispuesto en una única pieza en el alojamiento 69 del cárter de embrague 21. Este cárter 21 puede ser fácilmente adaptado en una cadena de transmisión de vehículo de propulsión monofuente.
Como variante, los embragues 89A y 89B pueden estar ambos naturalmente cerrados, es decir naturalmente embragados o el uno naturalmente cerrado y el otro naturalmente abierto.
Gracias a la invención que acaba de describirse, es posible disponer de un elemento de transmisión especialmente compacto. Este elemento permite instalar una cadena de tracción del tipo híbrido paralelo en un vehículo con una configuración de transmisión clásica e inversamente, sin modificación principal de los otros elementos de la cadena de tracción, en particular, del motor térmico y de la caja de velocidades que permanecen en el mismo emplazamiento.
Este elemento de transmisión se encuentra disponible en forma de un módulo independiente, dispuesto en una única pieza, lo que facilita su montaje.

Claims (15)

1. Elemento de transmisión para una cadena de tracción de tipo híbrido paralelo, en particular, para vehículos automóviles, comprendiendo dicho elemento un órgano de entrada (15) rotatorio destinado a ser conectado a un motor térmico (11), un órgano de salida (19) de movimiento destina a ser conectado a un árbol de entrada (13) de caja de velocidades, una máquina eléctrica (14) que comprende un estator (27) y un rotor (26), un primer embrague (89A) de conexión entre el órgano de entrada (15) y un órgano intermedio (83) rotatorio alrededor de un primer eje (X-X'), estando conectado el órgano intermedio ((83) en rotación al rotor (26), un segundo embrague (89B) de enlace entre el órgano intermedio (83) y el órgano de salida (19) siendo distinto el eje (Y-Y') de rotación del rotor (26) es distinto del primer eje (X-X') de los medios de transmisión (121, 123, 135) que conectan en rotación el rotor (26) y el órgano intermedio (83), caracterizado porque comprende un cárter (21) que incluye una primera media carcasa (65) que soporta en rotación el órgano de entrada (15) y una segunda media carcasa (67) que soporta en rotación el árbol de caja (13), definiendo la primera y la segundas medias carcasas (65, 67) un alojamiento (69) en el cual se montan axial y concéntricamente el primer y el segundo embragues de conexión (89A, 89B).
2. Elemento de transmisión según la reivindicación 1, caracterizado porque el eje (Y-Y') de rotación del rotor (26) es paralelo a dicho primer eje (X-X').
3. Elemento de transmisión según la reivindicación 2, caracterizado porque la máquina eléctrica (14) tiene forma alargada según el eje de rotación del rotor (Y-Y').
4. Elemento de transmisión según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la máquina eléctrica (14) está en el exterior de dicho alojamiento (69) y porque el rotor (26) es solidario en rotación con un órgano de acoplamiento (85) en dicho alojamiento (69).
5. Elemento de transmisión según la reivindicación 3, caracterizado porque los medios de transmisión (121, 123, 135) comprenden una primera rueda dentada (123) solidaria con una superficie radial del órgano de acoplamiento (85), una segunda rueda (121) dentada solidaria con una superficie radial del órgano intermedio (83) y una cadena de transmisión (135) que conecta la primeras y la segunda ruedas dentadas (121, 123).
6. Elemento de transmisión según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el órgano intermedio (83) tiene forma de cubo que se extiende perpendicularmente al primer eje (X-X'), incluyendo este cubo en una cara de aguas arriba, una corona axial externa (91) en conexión rotativa con el primer embrague (89A), una corona axial interna (93) en relación rotatoria con el segundo embrague (89B), estando este cubo montado rotatorio en torno al primer eje (X-X') en un distribuidor (87) fijado al cárter (21).
7. Elemento de transmisión según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el órgano de entrada (15) está formado por un disco que se extiende perpendicularmente al primer eje (X-X'), incluyendo este disco en una cara de aguas arriba, una corona axial de aguas arriba (37) provista de acanaladuras (47) de enlace con un volante amortiguador (22,23) conectado al motor térmico (11) y en una cara de aguas abajo, una corona axial de aguas abajo (39) en enlace rotatorio con el primer embrague (89A).
8. Elemento de transmisión según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el órgano de salida (19) está formado por un disco que se extiende perpendicularmente al primer eje (X-X'), incluyendo este disco en una cara de aguas abajo, una corona axial interna (63) provista de acanaladuras (25) de conexión con un árbol de entrada (13) de caja de velocidades y una corona axial externa (61) en enlace rotatorio con el segundo embrague (89B).
9. Elemento de transmisión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el órgano de entrada (15), el primer y el segundo embragues (89A, 89B), el órgano intermedio (83) y el órgano de salida (19) forman parte de un módulo dispuesto en una único pieza en el alojamiento (69).
10. Elemento de transmisión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el primer y el segundo embragues (89A, 89B) son de tipo húmedo, estando cerrado el alojamiento (69) de manera estanca a un fluido de lubricación y enfriamiento.
11. Elemento de transmisión según la reivindicación 10, caracterizado porque el primer embrague (89A) comprende una primera serie de discos (151A) en enlace rotatorio con el órgano de entrada (15) y una segunda serie de discos (153A) en enlace rotatorio con el órgano intermedio (83), estando dispuestos los discos (153A) de este segunda serie entre los discos (151A) de la primera serie, siendo desplazables la primera y la segunda series de discos (151A, 153A) en translación axial bajo la acción de un pistón de accionamiento (155A) dispone en un alojamiento (99) del órgano intermedio (83).
12. Elemento de transmisión según una de las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado porque el segundo embrague (89B) comprende una primera serie de discos (153B) en enlace rotatorio con el órgano intermedio (83) y una segunda serie de discos (151B) en enlace rotatorio con el órgano de salida (19), estando dispuestos los discos (151B) de la segunda serie entre los discos (153B) de la primera serie, siendo desplazables la primera y la segunda series de discos (151B, 153B) Retirando en translación axial bajo la acción de un pistón de accionamiento (155B) dispuesto en un alojamiento (101) del órgano intermedio (83).
13. Elemento de transmisión según una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque el primer y el segundo embragues (89A, 89B) comprenden cada uno un órgano de recuperación (157A, 157B) en posición abierta de estos embragues (89A, 89B).
14. Elemento de transmisión según una de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque comprende además un circuito hidráulico (201, 203, 205) de control selectivo del cierre del primer y del segundo embragues (89A, 89B).
15. Vehículo automóvil que comprende una cadena de tracción de tipo híbrido paralelo, comprendiendo dicha cadena de tracción un motor térmico, una caja de velocidades y un elemento de transmisión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 que conectan el motor térmico a la caja de velocidades.
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