FR2495723A1 - Transmission hydrostatique entre un moteur primaire et un moteur de traction, notamment pour vehicule - Google Patents
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Abstract
TRANSMISSION HYDROSTATIQUE ENTRE UN MOTEUR PRIMAIRE ET UN MOTEUR DE TRACTION, NOTAMMENT POUR VEHICULE. UN RAPPORT DE TRANSMISSION AUTOMATIQUEMENT REGLABLE EST OBTENU GRACE AU FAIT QUE LES MOTEURS DE TRACTION 13 SONT HYDRAULIQUES ET ALIMENTES A PARTIR D'UNE POMPE ROTATIVE A PALETTES 7 PRESENTANT PLUSIEURS VOIES A DEBITS ECHELONNES QUI SONT SELECTIONNEES GRACE A UN DISTRIBUTEUR DE TRANSMISSION 5. APPLICATION A LA TRACTION DES AUTOBUS URBAINS.
Description
Transmission hydrostatique entre un moteur primaire et un moteur de traction notamment pour véhicule.
La présente invention, due aux travaux de MM. Claude CHEVALIER des Ateliers et Chantiers de Bretagne ACB et Jean-Ludovic CHIRON de la
Société Alsthom-Atlantique, Division Matériel et Transports ferroviaire, concerne une transmission hydrostatique entre un moteur primaire et un moteur de traction notamment pour véhicule.
Société Alsthom-Atlantique, Division Matériel et Transports ferroviaire, concerne une transmission hydrostatique entre un moteur primaire et un moteur de traction notamment pour véhicule.
Elle s'applique notamment à la traction d'autobus urbains dans lesquels la puissance motrice est fournie par un moteur thermique, par exemple un moteur Diesel, qui constitue le moteur "primaire" précédemment mentionné.
On connait déjà des transmissions hydrauliques applicables notamment à la traction de véhicules terrestres et permettant d'assurer diverses fonctions. Ces transmissions sont par exemple décrites dans l'article de Hans Dieter Knolker "Les transmissions hydrostatiques dans l'industrie automobile" dans la revue - Hydraulique
Pneumatique - p. 21-27, nO 42, Déc. 1967.
Pneumatique - p. 21-27, nO 42, Déc. 1967.
Ces transmissions permettent d'obtenir un rapport de transmission réglable de manière continue grâce aux cylindrées variables de pompes ou de moteurs rotatifs, dans lesquels des pistons se déplacent sur des longueurs de course variables en fonction de l'inclinaison d'une "glace" constituée par un plateau tournant.
De telles transmissions réglables sont fragiles et de fabrication délicates.
La présente invention a pour but la réalisation d'une transmission hydrostatique entre un moteur primaire et un moteur de traction notamment pour véhicule, présentant à la fois une bonne fiabilité, une grande souplesse d'utilisation, et un rendement énergétique amélioré.
Elle a pour objet une transmission hydrostatique entre un moteur primaire et un moteur de traction, notamment pour véhicule, cette transmission comportant au moins deux machines hydrauliques qui sont - une pompe rotative avec une entrée et une sortie, cette pompe étant entrainée par le moteur primaire pour recevoir un liquide de travail sur son entrée et le restituer sous pression accrue sur sa sortie, - et un moteur de traction hydraulique dont une entrée est alimentée en liquide de travail sous pression par cette pompe pour pouvoir entraider notamment une roue motrice d'un véhicule comportant cette transmission, - cette transmission étant caractérisée par le fait qu'une première au moins de ces deux machines comporte plusieurs voies à déplacement positif et à circuits séparés, le débit actuel de chaque voie étant le produit d'un débit "nominal" de cette voie par la vitesse de rotation d'un arbre de cette machine commun à toutes ces voies, - cette machine étant munie d'un distributeur de transmission dans lequel ces voies se continuent à circuits séparés, chacune de ces voies pouvant être commandée au sein de ce distributeur indépendamment des autres pour être rendue alternatlvement passive et active, chaque voie passive renvoyant le liquide de travail en sortie du distributeur vers l'entrée de cette machine, chaque voie active envoyant le liquide de travail sortant du distributeur vers la deuxième machine, après la traversée de laquelle ce liquide est renvoyé vers l'entrée de la première machine, - la deuxième machine étant une machine à déplacement positif dont la vitesse de rotation est imposée par le débit de liquide de travail qui la traverse, ce qui entratne que le choix des voies du distributeur rendues actives détermine le rapport de transmission constitué par le rapport de la vitesse de rotation du moteur primaire entratnant la pompe à celle du moteur de traction.
Il est en effet clair que ce rapport de transmission global est déterminé à la fois par le rapport de transmission mécanique entre le moteur primaire et la pompe, et par le rapport des cylindrées du moteur de traction et de la pompe.
A l'aide des figures schématiques ci-jointes, on va décrire ci-après à titre non limitatif, comment l'invention peut etre mise en oeuvre. Il doit être compris que les éléments décrits et représentés peuvent, sans sortir du cadre de l'invention, être remplacés par d'autres éléments assurant les mêmes fonctions techniques. Lorsqu'un même élément est représenté sur plusieurs figures il y est désigné par le même signe de référence.
Les figures 1, 2, 3a, 3b et 4 à 8 représentent des vues sehéma- tiques du circuit hydraulique d'une transmission selon l'invention à diverses étapes successives de la marche d'un véhicule comportant cette transmission.
La figure 9 représente une vue schématique du même circuit montrant en outre diverses liaisons fonctionnelles.
La figure 10 représente une vue en perspective partiellement coupée d'une pompe rotative de la même transmission.
La figure 11 représente une vue en coupe transversale de cette même pompe.
La figure 12 représente une vue en coupe diamétrale de cette même pompe.
La figure 13 représente une vue schématique d'un régulateur de transmission.
Les figures 14 et 15 représentent des vues en coupe de deux positions d'un même clapet d'un distributeur associé à la pompe de la figure 10 et commandé par le régulateur de la figure 13, ces deux positions rendant une voie de cette pompe respectivement passive et active.
Dans le mode de réalisation décrit, la transmission selon l'invention est applicable à un autobus de transport urbain à moteur
Diesel.
Diesel.
Elle comporte de manière connue une pompe rotative (7) entratnée par le moteur primaire (25) pour recevoir un liquide de travail sur son entrée (7e) et le restituer sous pression accrue sur sa sortie (75), - et au moins un moteur de traction hydraulique (13) dont l'entrée (13e) est alimentée par ce liquide de travail sous pression. Ce ou ces moteurs entratnent les roues motrices (13a) d'un véhicule comportant cette transmission.
Le liquide de travail est une huile de type connu. Les moteurs de traction sont au nombre de deux mais pourraient évidemment être plus nombreux, l'expression "moteur de traction" désignant ci-après l'ensemble de ces moteurs entratnés par la pompe 7.
La transmission comporte les éléments suivants désignés par leur numéro de référence (voir figure 9) :
1 - Bâche : réservoir à basse pression constante pour l'huile du circuit de transmission, avec un robinet d'isolement ent 2 à commande manuelle en sortie et une électrovanne d'isolement de sécurité 3 à commande automatique en cas de rupture de canalisation.
1 - Bâche : réservoir à basse pression constante pour l'huile du circuit de transmission, avec un robinet d'isolement ent 2 à commande manuelle en sortie et une électrovanne d'isolement de sécurité 3 à commande automatique en cas de rupture de canalisation.
Cette bâche est suivie d'un filtre basse pression 4.
5 - Distributeur commandant le rapport de transmission.
6 - Régulateur automatique de transmission commandant le distributeur et commandé par d'une part la vitesse du véhicule, et d'autre part la vitesse du moteur thermique, ou la position du levier d'accélérateur 29 commandant cette vitesse.
7 - Pompe hydraulique à palettes tournantes comportant plusieurs gorges alimentant sous pression, à travers le distributeur 5, les moteurs de traction 13 qui sont couplés mécaniquement aux roues tractrices du véhicule.
8 - Vanne de transmission : Electrovanne à 3 voies et 2 positions commandées par le levier de marche (positions "transmission" et "point mort")
9 - Accumulateur de lissage amortissant les variations brusques de débit.
9 - Accumulateur de lissage amortissant les variations brusques de débit.
10 - Clapet de surpression permettant de renvoyer l'huile vers la bache lorsque la pression s'élève exagérément à lténtrée des moteurs de traction.
tl - Robinet de mise à la bâche de l'ensemble des circuits d'huile
12 - inverseur à 3 positions commandé par le levier de marche 27 manié par le conducteur (marche avant -roue libre - marche arrière).
12 - inverseur à 3 positions commandé par le levier de marche 27 manié par le conducteur (marche avant -roue libre - marche arrière).
14 - Electrovanne de blocage de la roue libre
15 - Moteur hydraulique connecté en série avec le moteur de traction pour entraîner un détecteur centrifuge et constituer un détecteur de vitesse "secondaire" contribuant à la commande du régulateur 6.
15 - Moteur hydraulique connecté en série avec le moteur de traction pour entraîner un détecteur centrifuge et constituer un détecteur de vitesse "secondaire" contribuant à la commande du régulateur 6.
16 - Vanne de frein moteur : Electrovanne à 3 voies et 2 positions commandées par la pédale d'accélérateur (position "passive" quand la pédale est appuyée et "active" dans le cas contraire).
20 - Frein hydraulique par laminage d'huile avec clapet de surpression incorporé, ce frein étant commandé par une pédale de frein non représentée.
21 - Radiateur pour refroidir l'huile grâce à un courant d'air entrainé par un moto-ventilateur hydraulique 23 alimenté par une gorge spéciale 7x de la pompe 7 à travers un circuit muni d'une commande thermostatique constitué par un thermocouple 22a commandant une électrovanne 22b.
24 - Clapet de sécurité avec contacts électriques fermés par la chute de pression en cas de rupture du circuit d'huile
25 - Moteur primaire thermique, en pratique moteur Diesel, muni d'un régulateur d'alimentation 26 du type "toutes vitesses" faisant varier le débit de carburant pour maintenir une vitesse de consigne malgré les variations du couple résistant.
25 - Moteur primaire thermique, en pratique moteur Diesel, muni d'un régulateur d'alimentation 26 du type "toutes vitesses" faisant varier le débit de carburant pour maintenir une vitesse de consigne malgré les variations du couple résistant.
29 - Levier accélérateur commandant le régulateur d'alimentation (26) pour définir la vitesse de consigne et constitué par une pédale.
34 - Détecteur de vitesse fournissant un signal de vitesse "primaire" représentatif de la vitesse du moteur 25.
D'autres organes de la transmission seront décrits plus loin.
Les électrovannes fonctionnent comme suit :
L'électrovanne d'isolement (3) bloque la sortie de l'huile de la bâche 1 lorsque l'un des clapets 24 tombe.
L'électrovanne d'isolement (3) bloque la sortie de l'huile de la bâche 1 lorsque l'un des clapets 24 tombe.
L'électrovanne de frein moteur 16 renvoie l'huile sortant des moteurs 13 vers la pompe 7 lorsque la pédale accélérateur est en position haute, et la renvoie vers la bâche dès action sur la pédale accélérateur.
L'électrovanne 14 est connectée en série avec le moteur de traction pour assurer le blocage du véhicule lorsqu'elle est fermée par un interrupteur placé sur le tableau de bord de l'autobus.
L'électrovanne de transmission 8 renvoie vers la bâche (1) l'huile envoyée par la pompe 7 vers les moteurs 13, ceci lorsque le levier de marche est au point mort. Elle change de position lorsque le levier de marche est en marche avant ou arrière.
Sur le schéma d'ensemble du circuit hydraulique la commande des vannes 3, 17 et 18 par les clapets 24 n'est pas représentée.
La pompe rotative (7) comporte plusieurs voies à déplacement positif et à circuits séparés, le débit actuel de chaque voie étant le produit d'un débit nominal de cette voie par la vitesse de rotation d'un même arbre (100). Elle est munie d'un distributeur de transmission (5) dans lequel ces voies se continuent à circuits séparés, chacune de ces voies pouvant être commandée au sein de ce distributeur indépendamment des autres pour être rendue alternativement passive et active. Chaque voie passive renvoie le liquide de travail en sortie du distributeur vers la bâche (1), tandis que chaque voie active l'envoie vers le moteur de traction (13), après la traversée duquel ce liquide est renvoyé vers l'entrée de la pompe.De plus, le moteur de traction (13) est un moteur hydraulique à déplacement positif dont la vitesse de rotation est imposée par le débit de liquide de travail qui le traverse, ce qui entrain que le choix des voies du distributeur rendues actives détermine le rapport de transmission constitué par le rapport de la vitesse de rotation de la pompe (7) entrainée par le moteur primaire (25) à celle du moteur de traction (13).
De préférenee la pompe (7) est une machine hydraulique à palettes rotative analogue à celle décrite notamment dans le brevet français n 1 240 951 (Trojan Corporation). Elle comporte, plus précisément (voir figures 10, 11, 12) - une enceinte (102) de révolution autour d'un axe (104), - et un rotor (106) tournant coaxialement dans cette enceinte et comportant plusieurs gorges de travail circulaires (108), chacune de ces gorges étant coaxiale au rotor de manière à ménager un espace annulaire de travail compris radialement entre le fond de la gorge et la paroi interne de l'enceinte, et compris longitudinalement entre deux rebords (110, 112) venant sensiblement au contact de la surface interne de l'enceinte pour fermer cet espace de travail de manière sensiblement étanche.
Cette enceinte est pourvue d'un orifice d'entrée (114) et d'un orifice de sortie (116) pour introduire et extraire un liquide de travail dans et hors de chaque espace annulaire de travail, ces orifices d'entrée et de sortie étant séparés dans chacun de ces espaces par un intervalle angulaire "de travail" (118).
Des rainures longitudinales (120) sont creusées dans la surface latérale de ce rotor. Elles traversent chacune des gorges de travail et les rebords de celles-ci et s'étendent radialement vers l'axe de la machine au-dela du fond des gorges. Elles se succèdent avec des intervalles angulaires inférieurs à l'intervalle angulaire de travail.
Des palettes (122) sont disposées dans ces rainures pour être entraînées en rotation avec le rotor, chaque palette traversant les gorges de travail, présentant une hauteur radiale suffisante pour obturer les espaces annulaires de travail et comportant des encoches (124) découpées dans son bord radialement externe avec des dimensions longitudinale et radiale au moins égales à celles de la section des gorges de manière que chaque palette puisse coulisser longitudinalement dans sa rainure entre une position de travail dans laquelle une partie non découpée de la palette obture complètement les espaces de travail et une position d'échappement dans laquelle les encoches de la palette coïncident avec les gorges et ouvrent les espaces de travail.
Des bouchons (126) sont fixés en saillie radiale sur la surface interne de l'enceinte pour s'engager dans chaque gorge de travail en obturant complètement l'espace de travail en dehors de l'intervalle angulaire de travail.
Des moyens (128) sont prévus pour la coande du déplacelent longitudinal des palettes, ces moyens étant calés angulaireent sur l'enceinte pour amener chaque palette en position longitudinale d'échappement lorsque la rotation du rotor amène cette palette au niveau du bouchon de manière. à permettre au rotor de continuer à tourner, et pour ramener ensuite la palette en position longitudinale de travail. Ces moyens de commande sont constitués par des rampes fixées à l'enceinte en regard des deux extrémités longitudinales des palettes. Tous ces organes sont conçus de manière à permettre le travail de la machine par intéraction entre le liquide de travail et chaque palette grâce aux variations du volume compris dans l'espace de travail entre le bouchon fixé à l'enceinte et la palette tournant avec le rotor, ce liquide pénétrant dans cet espace par l'orifice d'entrée sous une pression d'entrée et en sortant par orifice de sortie sous une pression de sortie différente.
Chacune desdites voies de la pompe est constituée par au moins un intervalle de travail dans une gorge entre un orifice d'entrée et un orifice de sortie, chaque voie pouvant comporter plusieurs intervalles de travail connectés en série ou en parallèle.
Le rotor est entrarné par le moteur thermique (25) par l'intermédiaire d'un arbre (100).
Le déplacement longitudinal des palettes se fait lorsque la pression d'huile est la meme sur ses deux faces. Elles sont percées d'un canal radial pour amener l'huile au fond de la rainure.
Les bouchons sont fixés sur l'enceinte avec une petite possibilité de déplacement de manière à leur permettre de se placer correctement dans les gorges de travail malgré les inexactitudes de fabrication, et leur profil est choisi de manière à créer, entre le bouchon et le fond de la gorge, un film d'huile sous pression qui plaque le bouchon contre l'enceinte.
De préférence les gorges de travail (108) présentent des largeurs différentes de manière à permettre de constituer des voies de débits différents avec un même nombre d'intervalles de travail (118) connectés de la même manière dans des gorges de largeurs différentes.
Il est clair que le nombre des intervalles angulaires de travail doit être le même pour toutes les gorges traversées par les mêmes palettes. Dans l'exemple représenté sur les figures ce nombre est trois et les gorges sontau nombre de quatre, une gorge ayant une largeur moitié.
On réalise ainsi trois voies, comportant chacune les trois intervalles de travail connectés de la même manière, c'est-à-dire en série ou en parallèle. Une première voie est constituée par une première gorge à demie largeur. Une deuxième voie est constituée par une deuxième gorge à pleine largeur et présente un débit nominal double.
Quant à la troisième voie elle est constituée par la mise en parallèle des deux dernières gorges à pleine largeur. Elle présente donc un débit nominal quadruple. En utilisant ces trois voies tantôt séparément, tantôt en combinaison avec deux ou trois voies en parallèle, on peut obtenir, pour le débit nominal global de la pompe, des valeurs proportionnelles aux nombres entiers de 1 à 7.
On peut cependant obtenir le même échelonnement de valeurs du débit nominal global avec seulement trois gorges de travail, et ceci sans que la gorge la plus large dépasse le double de la largeur de la moins large. La pompe comporte dans ce cas une première une deuxième et une troisième gorges de travail, la largeur de la première gorge étant moitié de celles de la deuxième et la troisième qui sont égales. Chacune de ces gorges comportent deux intervalles de travail. Une première voie est constituée par les deux intervalles de travail de la première gorge connectés en série, une deuxième voie à débit double étant constituée par les deux intervalles de travail de la deuxième gorge connecté en série, et une troisième voie à débit quadruple étant constituée par les deux intervalles de travail de la troisième gorge connectés en parallèle.
On peut bien entendu obtenir d'autres caractéristiques de transmission en choisissant le nombre et la largeur des gorges de travail, le nombre et le mode de connexion (série ou parallèle) des intervalles de travail de chaque gorge, au sein d'une même voie, et les combinaisons de voies.
On va maintenant décrire comment ces diverses voies sont utilisées, de manière à obtenir une conduite aisée du véhicule et une consommation minimale de carburant. Pour cela le moteur primaire (25), du type Diesel, est alimenté par l'intermédiaire d'un régulateur (26) du type dit "toutes vitesses". Ce régulateur commande le débit d'alimentation pour maintenir une vitesse de consigne de ce moteur. Cette vitesse est définie par la position d'un levier accélérateur (29) constitué classiquement par une pédale maniée par le conducteur du véhicule, et constituant le dispositif de commande du moteur (25).
Dans ce cas la transmission (voir figures 17, 18, 19) comporte un régulateur de transmission (6) recevant deux signaux à savoir un signal de vitesse secondaire représentatif de la vitesse de rotation du moteur de traction, et un signal de vitesse primaire représentatif de celle du moteur primaire. Cé régulateur commande le distributeur de transmission (5) de manière que le débit actif nominal constitué par la somme des débits nominaux des voies rendues actives par le distributeur varie dans le même sens que le signal de vitesse secondaire et dans le sens opposé à celui de la variation du signal de vitesse primaire.
Selon une disposition avantageuse le signal de vitesse secondaire est formé par un générateur de signal de vitesse secondaire comportant un moteur hydraulique de mesure (15) connecté en série avec le moteur de traction (13).
Quant au signal de vitesse primaire, il est formé par un détecteur de vitesse primaire (34) couplé au moteur (25).
Le signal de vitesse primaire peut être utilisé sous forme électrique ou mécanique. C'est cette dernière forme qui correspond aux figures annexées, le régulateur de transmission (6) comportant un levier de combinaison (6a) dont un premier point est entraîné par le détecteur de vitesse primaire, du type centrifuge (34), dont un deuxième point est entraîné par un détecteur de vitesse secondaire centrifuge (6b) entraîné en rotation par le moteur de mesure (15) et dont la position constitue le signal de vitesse secondaire.
Un troisième point de ce levier commandent le distributeur de transmission (5). Ce dernier comporte des clapets mobiles (Sa) affectés chacun à l'une des voies de la pompe, et commandés par un arbre (5b) à cames (5i) entratné en rotation par ce troisième point du levier de combinaison (6a).
Cet entrainement est réalisé par l'intermédiaire d'un ressort de compensation (5h), d'un tiroir de commande (5c) relié à ce troisième point, d'un vérin hydraulique (5d) à position asservie à celle de ce tiroir de commande, d'une crémaillère (5f) reliée à ce vérin, et d'une roue dentée (5g) montée sur cet arbre à cames et coopérant avec cette crémaillère.
Le distributeur est du type à clapets pilotés. Plus précisément chaque clapet au distributeur (5) est constitué par un manchon creux (5a) coulissant dans une chambre cylindrique (5j) ouverte à une première extrémité sur une canalisation (5k) reliant la pompe (7) au moteur de traction (13), et présentant une ouverture latérale (51 > reliée à une bâche (1) à partir de laquelle la pompe est alimentée. Cette ouverture est obturée ou non par le manchon (5a) selon que la voie correspondante est active ou passive, respectivement. Ce manchon est poussé vers cette première extrémité en position de voie active par un ressort (5m) et présentent une ouverture de faible diamètre en regard de cette extrémité et une ouverture de fort diamètre à ltextrémité opposée.La chambre cylindrique (5j) communique par une ouverture (5n) à sa deuxième extrémité avec la bâche (1), cette ouverture (5n) étant obturable par un clapet secondaire (5p) entrainé par une came (5i) de l'arbre à cames (5b), et étant obturée ou non par ce clapet selon que la voie correspondante est active ou passive respectivement.
Bien entendu il est possible de réaliser le distributeur sous la forme d'électrovannes commandées par un régulateur électronique.
L'huile des voies actives sort du distributeur de transmission 5 par une canalisation active 5 en la conduisant aux moteurs de trac- tion (13) à travers l'inverseur de marche (12). Elle sort des voies passives par une canalisation de sortie passive 5y qui rejoint la canalisation de retour à la bâche (la).
Les moteurs de traction (13) sont de préférence, constitués par des machines hydrauliques à palettes rotatives comme la pompe 7
Dans l'exemple décrit leurs gorges de travail ont toutes la même largeur et le mode de connexion des gorges et des intervalles de travail est invariable. Ils constituent alors des vérins rotatifs continus à débit nominal invariable.
Dans l'exemple décrit leurs gorges de travail ont toutes la même largeur et le mode de connexion des gorges et des intervalles de travail est invariable. Ils constituent alors des vérins rotatifs continus à débit nominal invariable.
Mais il est possible d'utiliser également des moteurs de traction comportant plusieurs voies ou combinaisons de voies permettant d'obtenir une succession de débits nominaux convenablement échelonnés.
Ces moteurs sont alimentés èn parallèle de manière à constituer un différentiel. Ils sont conçus de manière à pouvoir fonctionner en pompe lorsque l'on veut freiner le véhicule. Ils délivrent alors sur leur sortie (13s) une pression d'huile supérieure à la pression d'entrée.
On va maintenant décrire comment un freinage peut être obtenu.
Il peut l'entre en utilisant le frein hydraulique (20) commandé par le conducteur et connecté en série sur la canalisation (la) qui assure le retour à la bâche de l'huile sortant des moteurs (13). Cette commande provoque une chute de pression de l'huile à la traversée de ce frein, ce qui élève la pression à la sortie des moteurs (13) et freine ceux-ci.
Il est cependant possible d'obtenir un effet de freinage par simple relâchement de la pédale d'accélérateur lorsque le véhicule est en vitesse. Un tel effet est classiquement obtenu sur les véhicules à moteur thermique et il facilite la conduite. Pour conserver cet effet utile, la transmission selon l'invention comporte un circuit de "frein moteur" (16, 16a, 16b) recevant le liquide de travail à la sortie (13s) du moteur de traction (13) et transmettant ce liquide à l'entrée (7e) de la pompe (7), de manière que ce moteur de traction puisse être freiné par la pression apparaissant dans le liquide de travail à sa sortie (13s) lorsque le moteur primaire ne fournit plus de puissance. Cette pression résulte du fait que ce liquide est forcé à traverser la pompe (7) qui entrain alors le moteur primaire (25) fonctionnant alors en freinage.
Un tel circuit de frein moteur a déjà été utilisé dans des véhicules à transmission hydraulique avec rapport de transmission réglable. Mais le type de pompe ou de moteur réglable utilisé interdisait les pressions élevées, ce qui limitait l'effort de freinage.
Le type de machine hydraulique utilisé ici permet au contraire d'accepter des pressions élevées et permet donc des freinages plus énergiques, ceci d'une manière très simple.
Le mode de réalisation préféré du circuit de frein moteur va être maintenant décrit dans le cas, représenté sur les figures, d'une transmission comportant la "bâche" (1) précédemment mentionnée
La sortie (13s) du moteur de traction (13) et l'entrée (7e) de la pompe (7) communique avec cette bâche respectivement par une canalisation de retour à la bâche (la) et une canalisation d'alimentation (lob) de manière que en service normal sans freinage le liquide de travail sortant du moteur soit stocké dans cette bâche d'où il est repris pour alimenter la pompe.
La sortie (13s) du moteur de traction (13) et l'entrée (7e) de la pompe (7) communique avec cette bâche respectivement par une canalisation de retour à la bâche (la) et une canalisation d'alimentation (lob) de manière que en service normal sans freinage le liquide de travail sortant du moteur soit stocké dans cette bâche d'où il est repris pour alimenter la pompe.
Dans ce cas le circuit de frein moteur comporte une vanne de frein moteur (16) à trois voies et deux positions montée sur la canalisation de retour à la bâche (la) et commandée par le même dispositif de commande (29) que le moteur primaire (25). Cette commande est réalisée de manière que le liquide de travail sortant du moteur (13) soit envoyée tantôt par cette vanne en position active dans la canalisation de retour à la bâche (la) vers la bâche, ceci quand le moteur primaire (25) fournit de la puissance mécanique, et tantôt par cette vanne en position passive dans-le reste (16a, 16b) du circuit de frein moteur cri6, 16a, 16b) vers entrée (7e) de la pompe (7), ceci quand le moteur primaire (25) ne fournit pas de puissance mécanique.
Un clapet anti retour (16c) est alors disposé dans la canalisation d'alimentation (lob) de manière à empêcher que le liquide de travail sous pression renvoyé par la vanne de frein moteur (16) vers entrée (7e) de la pompe (7) ne retourne vers la bâche (1).
De préférence un clapet anti retour (16b) est disposé dans le circuit de frein moteur (16, 16a, 16b) de manière à empêcher le liquide de travail de se diriger vers la vanne de frein moteur (16) et à empêcher ainsi le moteur de traction (13) de tourner à l'envers quand la vanne de frein moteur (16) est en position active.
On va maintenant décrire le fonctionnement de la transmission précédemment décrite, lors de diverses étapes de l'utilisation du véhicule qu'elle équipe. Ces étapes sont numérotées de 1 à 7, et les figures 1 à 8 correspondantes sont indiquées. Sur chacune de ces figures un trait fort indique le parcours emprunté par l'huile pour assurer les fonctions nécessaires lors de l'étape correspondante.
Des flèches indiquent le sens de circulation de l'huile. Pour faciliter le dessin les voies précédemment mentionnées sont représentées par de simple traits à l'intérieur des rectangles représentant la pompe 7 et ses accessoires.
1 - - Le moteur Diesel est arrêté et la transmission est au point mort.
La vanne de blocage 14 est ouverte, l'inverseur 12 est bouclé sur lui-même : le véhicule est en roue libre (figure 1).
La vanne de blocage 14 est fermée, l'inverseur 12 est bouclé sur lui-meme : le véhicule est alors bloqué (figure 2).
Une sécurité électrique empêche de fermer la vanne 14 si le levier de marche est en marche avant ou arrière.
2 - Le moteur Diesel est en marche et la transmission est au point mort.
L'huile est mise en faible pression dans la bâche 1 par de l'air comprimé fourni par le compresseur de bord.
L'huile sortant des voies passives de la pompe 7 retourne à la bâche 1 à travers le distributeur 5 (figure 3aj et le frein hydraulique 20. Si le moteur est accéléré, l'huile sortant des voies activées et parcourant une canalIsation "actives" 5x est également dirigée vers la bache par la vanne de transmission 8 (figure 3b).
On peut accélérer le moteur Diesel à vide.
3 - Préparation du démarrage du véhicule, (figure 4).
Le conducteur met le levier de marche sur la position marche avant ou arrière, sans accélérer ni freiner. La vanne de transmission 8 envoie l'huile de la bâche 1 vers la canalisation active 5x pour remplir le distributeur de transmission 5 et @t les moteurs de traction 13. Un clapet anti retour 32 est disposé entre la bache et cette vanne pour empêcher tout retour ultérieur d'huile vers la bâche par ce trajet. L1inverseur repère 12 se place dans la position affichée.
Tant que le moteur n'est pas accéléré, l'huile qui a traversé la pompe 7 et les voies passives du distributeur 5 retourne à la bâche en passant par le frein hydraulique 20.
Le véhicule est en roue libre avec frein moteur si ltélectrotanne de blocage de roue libre est ouverte, car la vanne de frein moteur 16 est alors dans sa position active qui renvoie sur l'entrée de la pompe 7 l'huile sortant des moteurs 3.
4 - Démarrage et marche du véhicule (figures 5, 6 et 7)
Le conducteur appuie sur la pédale de l'accélérateur. La vanne de frein moteur 16 passe en position passive.
Le conducteur appuie sur la pédale de l'accélérateur. La vanne de frein moteur 16 passe en position passive.
Le régulateur 6 actionne les distributeurs 5 et 28 avant et après la pompe hydraulique. En fonction de la vitesse du moteur
Diesel (ou de la position de l'accélérateur > selon le mode de réalisation choisi), il envoie une partie variable du débit de la pompe vers les moteurs de traction 13.
Diesel (ou de la position de l'accélérateur > selon le mode de réalisation choisi), il envoie une partie variable du débit de la pompe vers les moteurs de traction 13.
Dans l'exemple représenté les distributeurs sont commandés par les vitesses du véhicule et du moteur primaire et on a prévu trois positions de distribution correspondant chacune à une seule voie :
1 gorge à demie largeur, 1 gorge à pleine largeur, et 2 gorges à pleines largeurs en service.
1 gorge à demie largeur, 1 gorge à pleine largeur, et 2 gorges à pleines largeurs en service.
Un accumulateur de lissage 9 amortit automatiquement les écarts de pression à l'entrée des moteurs de traction lors des passages entre les différentes positions du distributeur 5.
5 - Utilisation du frein moteur seul (figure 8).
Le véhicule roule, le conducteur n'accélère pas et ne freine pas (pédales d'accélérateur et de frein en position haute).
La vanne de frein moteur 16 passe en position active et renvoie l'huile sous pression venant des moteurs de traction vers l'entrée de la pompe sans passer par le distributeur 28. L'huile traverse la pompe 7 et s'échappe vers la bâche à travers le distributeur 5 et le frein 20.
En cas de rupture d'une canalisation d'huile, les circuits de retour vers la bâche n'ayant plus de pression, l'un ou l'autre des clapets 24 retombe et ferme un contact électrique. Ce dernier commande la fermeture de l'électrovanne 3 qui ferme le circuit d'huile à la sortie de la bâche. Le conducteur est averti par un voyant rouge clignotant sur le tableau de bord et par un bruiteur électrique. Il arrête alors son véhicule par un frein de secours non représenté.
Lors d'une intervention de maintenance sur les circuits d'huile, le robinet 11 doit être ouvert afin de permettre le retour vers la bâche de l'huile de 11 ensemble des circuits et éviter ainsi l'ouverture inopinée d'un circuit encore sous pression ou la fatigue de l'accumulateur si le véhicule doit être stocké un certain temps sans service.
En résumé la transmission selon la présente invention s'applique notamment à des autobus urbains comportant un moteur Diesel muni d'un régulateur "toutes vitesses". Elle est entièrement automatiques le conducteur n'agissant que sur un levier de marche à trois positions (point mort, marche avant, marche arrière), et sur la pédale d'accélération ou la pédale de frein.
Elle permet également la mise en roue libre du véhicule ou son immobilisation grâce à une électrovanne verrouillant le circuit fermé des moteurs de traction lorsque la transmission est au point mort.
La pompe et les moteurs de traction hydrauliques peuvent travailler soit en moteur, du type "vérins rotatif continu", soit en pompe, ce qui leur permet d'entre alimentés à haute pression dans n'importe quel sens.
Le montage présenté avec les moteurs alimente3 en parallèle fait office de différentiel hydraulique, mais il est prévu de pouvoir éventuellement bloquer le différentiel soit aubonatiquement, soit manuellement. Il suffira pour cela d'alimenter ces moteurs en série.
Claims (14)
1/ Transmission hydrostatique entre un moteur primaire et un moteur de traction notamment pour véhicule, cette transmission comportant au moins deux machines hydrauliques qui sont - une pompe rotative (7) avec une entrée (7e) et une sortie (7s), cette pompe étant entraînée par le moteur primaire (25) pour recevoir un liquide de travail sur son entrée et le restituer sous pression accrue sur sa sortie, - et un moteur de traction hydraulique (13) dont une entrée (13e) est alimentée en liquide de travail sous pression par cette pompe pour pouvoir entraîner notamment une roue motrice (13a) d'un véhicule comportant cette transmission, - cette transmission étant caractérisée par le fait qu'une première (7) au moins de ces deux machines comporte plusieurs voies à déplacement positif et à circuits séparés, le débit actuel de chaque voie étant le produit d'un débit "nominal" de cette voie par la vitesse de rotation d'un arbre (100) de cette machine commun à toutes ces voies, - cette machine étant munie d'un distributeur de transmission (5) dans lequel ces voies se continuent à circuits séparés, chacune de ces voies pouvant être commandée au sein de ce distributeur indépendamment des autres pour être rendue alternativement passive et active, chaque voie passive renvoyant le liquide de travail en sortie du distributeur vers l'entrée de cette machine, chaque voie active envoyant le liquide de travail sortant du distributeur vers la deuxième machine (13), après la traversée de laquelle ce liquide est renvoyé vers l'entrée de la première machine, - la deuxième machine (13) étant une machine à déplacement positif dont la vitesse de rotation est imposée par le débit de liquide de travail qui la traverse, ce qui entrain que le choix des voies du distributeur rendues actives détermine le rapport de transmission constitué par le rapport de la vitesse de rotation du moteur primaire (25) entraînant la pompe (7) à celle du moteur de traction (13).
2/ Transmission selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la première machine (7) au moins comporte - une enceinte (102) de révolution autour d'un axe (104), - un rotor (106) tournant coaxialement dans cette enceinte et comportant plusieurs gorges de travail circulaires (108) chacune de ces gorges étant coaxiale au rotor de manière à ménager un espace annulaire de travail compris radialement entre le fond de la gorge et la paroi interne de l'enceinte, et compris lengitudinalement entre deux rebords (110, 112 > venant sensiblement au contact de la surface interne de l'enceinte pour fermer cet espace de travail de manière sensiblement étanche, - ladite enceinte étant pourvue d'un orifice d'entrée (114) et d'un orifice de sortie (116) pour introduire et extraire un liquide de travail dans et hors de chaque espace annulaire de travail, ces orifices d'entrée et de sortie etant séparés dans chacun de ces espaces par un intervalle angulaire "de travail;;' (118), - des rainures longitudinales (120) étant creusées dans la surface latérale de ce rotor, traversant chacune des gorges de travail et les rebords de celles-ci et s'étendant radialement vers l'axe de la machine au-dela du fond des gorges, ces rainures se succèdant avec des intervalles angulaires inférieurs a l'intervalle angulaire de travail, - des palettes (122), disposées dans ces rainures pour etre entraînées en rotation avec le rotor, chaque palette traversant les gorges de travail, présentant une hauteur radiale suffisante pour obturer les espaces annulaires de travail et comportant des encoches (124) découpées dans son bord radialement externe avec des dimensions longitudinale et radiale au moins égales à celles de la section des gorges de manière que chaque palette puisse coulisser longitudinalement dans sa rainure entre une position de travail dans laquelle une partie non découpée de la palette obture complètement les espaces de travail et une position d'échappement dans laquelle les encoches de la palette coincident avec les gorges et ouvrent les espaces de travail, - des bouchons (126) fixés en saillie radiale sur la surface interne de l'enceinte pour s'engager dans chaque gorge de travail en obturant complètement l'espace de travail en dehors de l'intervalle angulaire de travail, - et des moyens (128) de commande du déplacement longitudinal des palettes, ces moyens étant calés angulairement sur l'enceinte pour amener chaque palette en position longitudinale d'échappement lorsque la rotation du rotor amène cette palette au niveau du bouchon de manière à permettre au rotor de continuer à tourner, et pour ramener ensuite la palette en position longitudinale de travail de manière à permettre le travail de la machine par intéraction entre le liquide de travail et la palette grâce aux variations du volume compris dans l'espace de travail entre le bouchon fixé à l'enceinte et la palette tournant avec le rotor, ce liquide pénétrant dans cet espace par l'orifice d'entrée sous une pression d'entrée et en sortant par l'orifice de sortie sous une pression de sortie différente, - chacune desdites voies de la machine étant constituée par au moins un dit intervalle de travail dans une gorge entre un orifice d'entrée et un orifice de sortie, chaque voie pouvant comporter plusieurs intervalles de travail connectés en série ou en parallèle, - le rotor de la pompe (7) étant entratné par le moteur primaire (25).
3/ Transmission selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les gorges de travail (108) présentent des largeurs différentes de manière à permettre de constituer des voies de débits différents avec un même nombre d'intervalles de travail (118) connectés de la même manière dans des gorges de largeurs différentes.
4/ Transmission selon la revendication 3, caractérisée par le fait que la première machine (7) comporte une première, une deuxième et une troisième gorges de travail, la largeur de la première gorge étant moitié de celles de la deuxième et la troisième qui sont égales, chacune de ces gorges comportant deux intervalles de travail, une première voie étant constituée par les deux intervalles de travail de la première gorge connectés en série, une deuxième voie à débit double étant constituée par les deux intervalles de travail de la deuxième gorge connecté en série, et une troisième voie à débit quadruple étant constituée par les deux intervalles de travail de la troisième gorge connectés en parallèle.
5/ Transmission selon la revendication 1 dans laquelle le moteur
primaire (25) est un moteur thermique consommant un eombustible
et alimenté par l'intermédiaire d'un régulateur d'alimentation (26)
du type "tout-es vitesses propre a tiaintenir une Wne vitesse de consigne,
cette transmission étant caractérisée par le :it qu'elle comporte un régulateur de transmission (6) recevant de; signaux a à saloir
un signal de vitesse secondaire repres-ntatif dc le vitesse de
rotation du moteur de traction, et un signal de vitesse primaire
représentatif de celle du moteur primaire,
- ce régulateur de transmission commandant le d stributeur de trans
mission (5) de manière que le débit actif nominal constitué par
la somme des débits nominaux des voies rendues actives par le distri
buteur varie dans le même sens que le signal de vitesse secondaire
et dans le sens opposé à celui de la variation du signal de vitesse
primaire dans le cas où la première machine est constituée par
la pompe (7), et de manière que le débit actif nominal varie dans
le même sens que le signal de vitesse primaire et dans le sens
opposé à celui de la variation du signal de vitesse secondaire
dans le cas où la première machine est constituée par le moteur
de traction (13).
6/ Transmission selon la revendication 5, caractérisée par le fait
que la première machine est constituée par la pompe (7).
7/ Transmission selon la revendication 6, caractérisé par le fait
que le signal de vitesse secondaire est formé par un générateur
de signal de vitesse secondaire comportant un moteur hydraulique
de mesure (15) connecté en série avec le moteur de traction (13).
8/ Transmission selon la revendication 7, caractérisée par le fait
que le signal de vitesse secondaire est formé par un générateur
de signal de vitesse secondaire comportant un moteur hydraulique
de mesure (15) connecté en série avec le moteur de traction (13),
- le régulateur de transmission (6) comportant un levier de combinaison (6a) dont un premier point est entrainé par un détecteur
de vitesse primaire centrifuge (34), dont la position constitue le signal de vitesse primaire, un deuxième point de ce levier étant entraîné par un détecteur de vitesse secondaire centrifuge (6b) entraîné lui même en rotation par le moteur de mesure (15) et dont la position constitue le signal de vitesse secondaire, un troisième point de ce levier commandant le distributeur de transmission (5).
9/ Transmission selon la revendication 8, caractérisée par le fait que le distributeur de transmission (5) comporte des clapets mobiles (5a) affectés chacun à l'une des voies de la pompe, ces clapets étant commandés par un arbre (5b) à cames (5i) entraîné en rotation par ledit troisième point du levier de combinaison (6a).
10/ Transmission selon la revendication 9, caractérisée par le fait que ledit troisième point du levier de combinaison (6a) entrain l'arbre à came (5b) par l'intermédiaire d'un ressort de compensation (5h), d'un tiroir de commande (5c) relié à ce troisième point, d'un vérin hydraulique (5d) à position asservie à celle de ce tiroir de commande, d'une crémaillère (5f) reliée à ce vérin, et d'une roue dentée (5g) montée sur cet arbre à cames et coopérant avec cette crémaillère.
11/ Transmission selon la revendication 10, caractérisée par le fait que chaque clapet au distributeur (5) est constitué par un manchon creux (5a) coulissant dans une chambre cylindrique (5j) ouverte à une première extrémité sur une canalisation (5k) reliant la pompe (7) au moteur de traction (13), présentant une ouverture latérale (51) reliée à une bâche (1) à partir de laquelle la pompe est alimentée, cette ouverture étant obturée ou non par le manchon (5a) selon que la voie correspondante est active ou.passive, respectivement, ce manchon étant poussé vers cette première extrémité en position de voie active par un ressort (5m) et présentant une ouverture de faible diamètre en regard de cette extrémité et une ouverture de fort diamètre à l'extrémité opposée, cette chambre cylindrique (5j) communiquant par une ouverture (5n) à sa deuxième extrémité avec la bâche (1), cette ouverture (5n) étant obturable par un clapet secondaire (5p) entraîné par une came (5i) de l'arbre à cames (5b), et étant obturée ou non par ce clapet selon que la voie correspondante est active ou passive respectivement.
12/ Transmission selon la revendication 2, caractérisée par le fait quelle comporte en outre un circuit de "frein moteur" (16, 16a, 16b) recevant le liquide de travail à la sortie (13s) du moteur de traction (13) et transmettant ce liquide à l'entrée (7e) de la pompe (7) de manière que ce moteur de traction puisse être freiné par la pression apparaissant dans le liquide de travail à sa sortie (13s) lorsque le moteur primaire ne fournit plus de puissance, cette pression résultant du fait que ce liquide est porcs à traverser la pompe (7) qui entraine alors le moteur primaire (25) qui fonctionne alors en freinage.
13/ Transmission selon la revendication 12 et comportant en outre une bâche" (1) constituée par un réservoir de liquide de travail à basse pression constante, - la sortie (13s) du moteur de traction (13j et l'entrée (7e) de la pompe (7) communiquant avec cette bâche respectivement par une canalisation de retour à la bâche (la) et une canalisation d'alimentation (lob) de manière que, en service normal sans freinage, le liquide de travail sortant du moteur soit stocké dans cette bâche d'où il est repris pour alimenter la pompe, - cette transmission etant caractérisée par le fait que le circuit de frein moteur comporte une vanne de frein moteur (16) à trois voies montée sur la canalisation de retour à la bâche (la) et commandée par un dispositif de commande (29) commandant le moteur primaire (25), de manière que le liquide de travail sortant du moteur (13) soit envoyée tantôt par cette vanne en position active dans la eanalisation de retour à la bâche (la) vers la bâche quand le moteur primaire (25) fournit de la puissance mécanique, et tantôt par cette vanne en position passive dans le reste (1Ça, 16b) du circuit de frein moteur (16, 16a, 16b) vers l'entrée (7e) de la pompe (7) quand le moteur primaire (25) ne fournit pas de puissance mécanique, - un clapet anti retour (1qu) étant disposé dans la canalisation d'alimentation (lob) de manière à eriipecher que le liquide de travail sous pression renvoyé par la vanne de frein moteur (16) vers l'entrée (7e) de la pompe (7) ne retourne vers la banche (1).
14/ Transmission selon la revendication 13, caractérisée par le fait qu'un clapet anti retour (16b) est disposé dans le circuit de frein moteur (16, 16a, 16b) de manière à empêcher le liquide de travail de se diriger vers la vanne de frein moteur (16) et à empêcher ainsi le moteur de traction (13) de tourner à l'envers quand la vanne de frein moteur (16) est en position active.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8026060A FR2495723A1 (fr) | 1980-12-09 | 1980-12-09 | Transmission hydrostatique entre un moteur primaire et un moteur de traction, notamment pour vehicule |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8026060A FR2495723A1 (fr) | 1980-12-09 | 1980-12-09 | Transmission hydrostatique entre un moteur primaire et un moteur de traction, notamment pour vehicule |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2495723A1 true FR2495723A1 (fr) | 1982-06-11 |
Family
ID=9248817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8026060A Withdrawn FR2495723A1 (fr) | 1980-12-09 | 1980-12-09 | Transmission hydrostatique entre un moteur primaire et un moteur de traction, notamment pour vehicule |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2495723A1 (fr) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1980
- 1980-12-09 FR FR8026060A patent/FR2495723A1/fr not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |