FR2689458A1 - Motor vehicle front wheel drive transmission system with optional drive to rear wheels - has engine driven hydraulic pump with rear wheel hydraulic motors and auxiliary top-up pump - Google Patents

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    • F16H47/02—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type

Abstract

The engine (1) drives a conventional mechanical gearbox (2) to drive the front wheel transmission (4). When selected by the driver, a constant-volume hydraulic pump (13) supplies through a flow balancer (17) two constant-volume hydraulic motors (23, 24), each driving a rear wheel (27, 28). Pressure limiters (33, 34) working in opposite directions control the pressure difference between pump and motors. The engine (1) drives an auxiliary pump (47) feeding a manually operated controller (45) which discharges either to the reservoir (50) or to the line (41) and the non return valves (38, 39) to top up the main system and prevent cavitation of the pump (13). ADVANTAGE - The system will drive the rear wheels in either direction, with differential drive between front and rear wheels.

Description

L'invention concerne un véhicule routier à moteur thermique, équipé d'une transmission motrice aux roues avant du type purement mécanique à boîte de vitesse, arbre secondaire, pont différentiel et cardans. The invention relates to a road vehicle with a thermal engine, fitted with a drive transmission to the front wheels of the purely mechanical type with gearbox, secondary shaft, differential axle and cardan shafts.

On a déjà proposé dans le FR-A-2.200.799 d'équiper un véhicule d'une transmission hydrostatique, du type à circuit ouvert, destinée aux seules roues avant d'un véhicule à traction avant, mettant en oeuvre une pompe à cylindrée variable et un ou deux moteurs hydrauliques à pistons axiaux et à cylindrée variable. On réalise ainsi un véhicule auto-moteur souple permettant une adaptation particulièrement progressive du rapport de vitesse entre moteur et roues motrices, mais cela notamment au prix d'un défaut de "blocage de différentiel" entre les roues motrices. It has already been proposed in FR-A-2,200,799 to equip a vehicle with a hydrostatic transmission, of the open circuit type, intended only for the front wheels of a front-wheel drive vehicle, using a displacement pump. variable and one or two hydraulic pistons with axial pistons and variable displacement. A flexible self-driving vehicle is thus produced allowing a particularly gradual adaptation of the speed ratio between engine and drive wheels, but this in particular at the cost of a "differential lock" defect between the drive wheels.

L'objectif de la présente invention est d'associer à une transmission mécanique d'un véhicule une transmission du type hydraulique qui est mise en oeuvre essentiellement aux faibles vitesses, par exemple inférieures à 50 km/h, du véhicule, de façon à obtenir, dans cette plage de vitesses, un effet combiné particulièrement souhaité des transmissions mécanique et hydraulique et cet objectif de l'invention est atteint dans un véhicule routier équipé d'une transmission motrice du type mécanique aux seules roues avant, en prévoyant une transmission motrice débrayable à volonté du conducteur vers les roues arrière du type hydraulique à pompe entraînée par le moteur thermique, et alimentant deux récepteurs moteurs hydrauliques chacun en prise avec une des deux roues arrière, la pompe et le moteur étant du type à cylindrée constante et les récepteurs moteurs hydrauliques étant associés à un moyen de fourniture de débits égaux de fluide hydraulique pour l'un et l'autre desdits récepteurs moteurs hydrauliques. The objective of the present invention is to associate with a mechanical transmission of a vehicle a transmission of the hydraulic type which is implemented essentially at low speeds, for example less than 50 km / h, of the vehicle, so as to obtain , in this speed range, a particularly desired combined effect of mechanical and hydraulic transmissions and this objective of the invention is achieved in a road vehicle equipped with a mechanical type drive transmission with only front wheels, by providing a disengageable drive transmission at will of the driver to the rear wheels of the hydraulic type with pump driven by the heat engine, and supplying two hydraulic motor receivers each engaged with one of the two rear wheels, the pump and the motor being of the constant displacement type and the motor receivers being associated with a means of supplying equal flow rates of hydraulic fluid for one and the other of said hydraulic motor receivers.

De préférence la vitesse de rotation des roues arrière déterminée par les cylindrées des récepteurs moteurs hydrauliques et de la pompe, et par les rapports de transmission du moteur thermique à la pompe d'une part, des récepteurs moteurs hydrauliques aux roues arrière d'autre part, est égale à la vitesse de rotation des roues avant du véhicule. Preferably the speed of rotation of the rear wheels determined by the displacements of the hydraulic motor receivers and the pump, and by the transmission ratios of the heat engine to the pump on the one hand, of the hydraulic motor receivers to the rear wheels on the other hand , is equal to the speed of rotation of the front wheels of the vehicle.

De la sorte, on peut réaliser la transmission hydraulique par des organes hydrauliques à engrenages dont le prix est nettement inférieur à celui des pompes à cylindrée variable à palettes ou à pistons habituellement utilisées dans les transmissions hydrostatiques. En outre il n'y a pas nécessité d'une quelconque régulation. In this way, the hydraulic transmission can be produced by hydraulic gear members, the price of which is much lower than that of variable displacement vane or piston pumps usually used in hydrostatic transmissions. In addition there is no need for any regulation.

En outre, grâce au système d'alimentation égalitaire des récepteurs moteurs hydrauliques on peut assurer l'identité des vitesses des roues gauche et droite et permettre de passer sur le train arrière la somme des couples autorisés par les adhérences sol-pneu à gauche et à droite. En virage, un léger écart de vitesses est permis par un certain taux de glissement dans la répartition des débits par le diviseur de débit. In addition, thanks to the egalitarian power supply system for the hydraulic motor receivers, the identities of the left and right wheel speeds can be ensured and the sum of the couples permitted by the ground-tire adhesions on the left and right. When cornering, a slight difference in speed is allowed by a certain slip rate in the distribution of flows by the flow divider.

Selon une forme de réalisation, on prévoit des circuits dérivés entre entrée et sortie de pompe incorporant des limiteurs de pression montés en sens opposés. De la sorte on assure la sécurité fonctionnelle des éléments essentiels de la transmission hydraulique, par une limitation préréglée des pressions de fluide pouvant être supportées par la pompe et les récepteurs moteurs hydrauliques
Le véhicule selon l'invention est avantageusement équipé d'un circuit auxiliaire de gavage du circuit hydraulique principal substantiellement fermé sur luimême, comprenant une pompe auxiliaire en prise avec un arbre de moteur thermique, ladite pompe étant raccordée par un distributeur à deux sorties, d'une part au circuit principal et à un réservoir de fluide hydraulique, et d'autre part exclusivement au circuit principal de fluide hydraulique, un clapet anti-retour taré à la pression normale de gavage étant monté entre sortie de pompe auxiliaire et réservoir de fluide. According to one embodiment, circuits are provided between the pump inlet and outlet incorporating pressure relief valves mounted in opposite directions. In this way, functional safety of the essential elements of the hydraulic transmission is ensured, by a preset limitation of the fluid pressures which can be supported by the hydraulic motor pump and receivers.
The vehicle according to the invention is advantageously equipped with an auxiliary booster circuit of the main hydraulic circuit substantially closed on itself, comprising an auxiliary pump engaged with a heat engine shaft, said pump being connected by a distributor with two outputs, d '' on the one hand to the main circuit and to a hydraulic fluid tank, and on the other hand exclusively to the main hydraulic fluid circuit, a non-return valve calibrated at normal booster pressure being mounted between the auxiliary pump outlet and the fluid tank .

L'invention concerne également une transmission hydraulique telle que décrite précédemment. The invention also relates to a hydraulic transmission as described above.

Un mode de réalisation de l'invention est maintenant décrit en référence au dessin annexé qui représente essentiellement la partie transmission hydraulique vers les roues arrière d'un véhicule. An embodiment of the invention is now described with reference to the accompanying drawing which essentially represents the hydraulic transmission part to the rear wheels of a vehicle.

En se référant au dessin, un véhicule comprend un moteur thermique 1 à boîte de vitesse 2 à arbre secondaire 3 entraînant via un mécanisme schématisé en 4 les seules roues avant du véhicule. Referring to the drawing, a vehicle comprises a heat engine 1 with gearbox 2 with secondary shaft 3 driving via a mechanism shown diagrammatically at 4 the only front wheels of the vehicle.

Sur l'arbre secondaire 3 est monté un multiplicateur 11 pour un arbre 12 d'entraînement d'une pompe 13 faisant circuler un fluide hydraulique dans un circuit principal fermé 14, comprenant, d'un premier orifice 15 vers un second orifice 16 de la pompe 13, d'abord un diviseur égalitaire de débit 17, à deux sorties 18 et 19 chacune raccordée à un orifice 21,22 de moteurs 23 et 24, tous deux identiques et chacun en prise via un même réducteur 25,26 à l'une ou l'autre des deux roues arrière 27,28. Les orifices 29,30 des récepteurs moteurs 23,24 sont directement raccordées au second orifice 16 de la pompe 13. On the secondary shaft 3 is mounted a multiplier 11 for a drive shaft 12 for driving a pump 13 circulating a hydraulic fluid in a closed main circuit 14, comprising, from a first orifice 15 to a second orifice 16 of the pump 13, first an egalitarian flow divider 17, with two outlets 18 and 19 each connected to an orifice 21,22 of motors 23 and 24, both identical and each engaged via the same reducer 25,26 to the either of the two rear wheels 27,28. The orifices 29.30 of the motor receivers 23.24 are directly connected to the second orifice 16 of the pump 13.

Aux bornes de cette pompe 13, entre les conduites 35 et 36 sont branchées des conduites de décharge de surpression 31,32, l'une équipée d'un limiteur 33 de surpression à l'aspiration (c'est-à-dire aux orifices 2930 des moteurs 23,24) l'autre d'un limiteur 34 de surpression de refoulement, c'est-à-dire aux orifices 21,22 des moteurs 23,24. At the terminals of this pump 13, between the pipes 35 and 36 are connected overpressure discharge pipes 31, 32, one equipped with a pressure relief valve 33 on the suction (that is to say at the orifices 2930 of the motors 23,24) the other of a discharge overpressure limiter 34, that is to say at the orifices 21,22 of the motors 23,24.

D'autre part, entre ces conduites 35 et 36 est branchée une conduite de gavage 37 à deux clapets antiretour 38 et 39, entre lesquels aboutit en 40 une conduite alimentatrice 41 à filtre 42 branchée à l'une et l'autre sortie 43-44 d'un distributeur manuel 45 à deux positions, dont une entrée 46 est raccordée à une pompe auxiliaire 47 aspirant du fluide hydraulique via une conduite 48 à filtre 49 d'un réservoir 50.  On the other hand, between these pipes 35 and 36 is connected a booster pipe 37 to two non-return valves 38 and 39, between which ends in 40 a supply pipe 41 with a filter 42 connected to one and the other outlet 43- 44 of a manual distributor 45 with two positions, one inlet 46 of which is connected to an auxiliary pump 47 sucking in hydraulic fluid via a line 48 with filter 49 from a reservoir 50.

La position 43 assure la communication vers la conduite 41 et vers une conduite de décharge 55, tandis que la position 44 assure la communication seulement vers la conduite 41, alors que celle vers la conduite de décharge 55 est obstruée. Position 43 provides communication to line 41 and to a discharge line 55, while position 44 provides communication only to line 41, while that to discharge line 55 is obstructed.

Une conduite de sécurité 51 à clapet anti-retour taré 52 est branchée entre le refoulement de la pompe 47 et le réservoir 50. A safety line 51 with a calibrated non-return valve 52 is connected between the discharge of the pump 47 and the tank 50.

On note que les moteurs 23, 24 ainsi que la pompe 13 sont équipés d'une conduite de fuite 53,54 vers le réservoir 50,50'. It will be noted that the motors 23, 24 as well as the pump 13 are equipped with a leakage pipe 53.54 to the tank 50.50 '.

En phase préparatoire, le circuit principal 14 est d'abord chargé en fluide hydraulique par le circuit auxiliaire 37-41 à pompe 47 en plaçant le distributeur 45 sur la position représentée au dessin où la pompe 47 refoule via 41,42, 38 et 39 dans le circuit principal, avec décharge vers le réservoir 50 par une conduite 55. In the preparatory phase, the main circuit 14 is first loaded with hydraulic fluid by the auxiliary circuit 37-41 with pump 47 by placing the distributor 45 in the position shown in the drawing where the pump 47 delivers via 41,42, 38 and 39 in the main circuit, with discharge to the tank 50 via a pipe 55.

En opération, le distributeur 45 étant mis sur la position 44, du fluide hydraulique est injecté sous pression régulée par le clapet taré 52 dans le circuit principal 14 et permet à la pompe principale d'aspirer le fluide sans cavitation. In operation, the distributor 45 being placed in position 44, hydraulic fluid is injected under pressure regulated by the calibrated valve 52 in the main circuit 14 and allows the main pump to suck the fluid without cavitation.

Le système décrit fonctionne soit en marche avant (pompe 13 débitant par l'orifice 15 agissant en refoulement vers les orifices 21-22 agissant en tant qu'orifices d'admission des moteurs 23-24), soit en marche arrière, (la pompe 13 débitant alors par l'orifice 16 agissant en tant qu'orifice de refoulement vers les orifices 29-30 agissant en tant qu'orifices d'admission des moteurs 23-24). The system described operates either in forward gear (pump 13 delivering through port 15 acting as a discharge towards ports 21-22 acting as inlet ports for motors 23-24), or in reverse, (pump 13 then flows through the orifice 16 acting as a discharge orifice towards the orifices 29-30 acting as the intake orifices for the motors 23-24).

On note que les clapets 38,39 sont tarés à une valeur très faible (0.35 bar). Le débit de gavage sous pression soulève le clapet dans la branche basse pression du circuit principal et contribue à alimenter la pompe à l'aspiration. Ceci permet de compenser les fuites de la pompe et des moteurs et d'éviter toute cavitation.  We note that the valves 38.39 are calibrated to a very low value (0.35 bar). The pressure booster flow raises the valve in the low pressure branch of the main circuit and contributes to supplying the pump with suction. This will compensate for leaks from the pump and motors and prevent cavitation.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Véhicule routier à moteur thermique équipé d'une transmission motrice aux roues avant du type purement mécanique, à boîte de vitesse, caractérisé en ce qu'elle est complétée par une transmission motrice, débrayable à volonté du conducteur, vers les roues arrière, du type hydraulique à pompe (13) entraînée par le moteur thermique (1), et alimentant deux récepteurs moteurs hydrauliques à cylindrée constante (23,24) chacun en prise avec une des deux roues arrière (27,28), la pompe étant du type à cylindrée constante et les récepteurs moteurs hydrauliques étant associés à un moyen (17) de fourniture de débits égaux de fluide hydraulique pour l'un et l'autre desdits récepteurs moteurs hydrauliques. 1. Road vehicle with thermal engine equipped with a drive transmission to the front wheels of the purely mechanical type, with gearbox, characterized in that it is supplemented by a drive transmission, disengageable at will of the driver, to the rear wheels, of the hydraulic pump type (13) driven by the heat engine (1), and supplying two hydraulic constant motor receiver receivers (23,24) each engaged with one of the two rear wheels (27,28), the pump being of the constant displacement type and the hydraulic motor receivers being associated with means (17) for supplying equal flow rates of hydraulic fluid for one and the other of said hydraulic motor receivers. 2. Véhicule routier selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sortie (29-30) ou (21-22) de fluide hydraulique des récepteurs moteurs hydrauliques (23,24) est directement raccordée à l'entrée d'aspiration (16) ou (15) respectivement de la pompe (13), réalisant ainsi un circuit hydraulique au moins substantiellement fermé sur lui-même. 2. Road vehicle according to claim 1, characterized in that the outlet (29-30) or (21-22) of hydraulic fluid from the hydraulic motor receivers (23,24) is directly connected to the suction inlet (16 ) or (15) respectively of the pump (13), thus producing an at least substantially closed hydraulic circuit on itself. 3. Véhicule routier selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la-vitesse de rotation des roues arrière (27,28), déterminée par les cylindrées des récepteurs moteurs hydrauliques (23,24) et de la pompe (13), et par les rapports de transmission du moteur thermique (1) à la pompe (13) d'une part, des récepteurs moteurs hydrauliques (23,24) aux roues arrière d'autre part (27,28), est égale à la vitesse de rotation des roues avant du véhicule. 3. Road vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that the speed of rotation of the rear wheels (27, 28), determined by the capacities of the hydraulic motor receivers (23, 24) and of the pump (13), and by the transmission ratios of the heat engine (1) to the pump (13) on the one hand, of the hydraulic motor receivers (23,24) to the rear wheels on the other hand (27,28), is equal to the speed the front wheels of the vehicle. 4. Véhicule routier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par des circuits dérivés (31,32) entre orifices (15) et (16) de pompe (13) incorporant des limiteurs de pression (33,34) montés en sens opposés. 4. Road vehicle according to any one of claims 1 to 3, characterized by derived circuits (31,32) between orifices (15) and (16) of pump (13) incorporating pressure relief valves (33,34) mounted in opposite directions. 5. Véhicule routier selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par un circuit auxiliaire de gavage du circuit hydraulique principal (1535-23-24-36) substantiellement fermé sur lui-même, comprenant une pompe auxiliaire (47) en prise avec un arbre de moteur thermique, ladite pompe (47) étant raccordée par un distributeur (45) à deux sorties d'une part au circuit principal (14) et à un réservoir (50) de fluide hydraulique, et d'autre part exclusivement au circuit principal (14) de fluide hydraulique, un clapet anti-retour (52) taré à la pression normale de gavage étant monté entre sortie de pompe auxiliaire (47) et réservoir de fluide (50). 5. Road vehicle according to any one of claims 2 to 4, characterized by an auxiliary booster circuit of the main hydraulic circuit (1535-23-24-36) substantially closed on itself, comprising an auxiliary pump (47) in taken with a heat engine shaft, said pump (47) being connected by a distributor (45) to two outputs on the one hand to the main circuit (14) and to a reservoir (50) of hydraulic fluid, and on the other hand exclusively in the main hydraulic fluid circuit (14), a non-return valve (52) calibrated at normal booster pressure being mounted between the auxiliary pump outlet (47) and the fluid reservoir (50). 6. Transmission hydraulique pour véhicule, du type hydraulique à pompe alimentant deux récepteurs moteurs hydrauliques, caractérisée en ce que la pompe (13) et les moteurs (23, 24) sont du type à cylindrée constante tandis que les récepteurs moteurs hydrauliques (23,24) sont associés à un moyen (17) de fourniture de débits égaux de fluide hydraulique pour l'un et l'autre desdits récepteurs moteurs hydrauliques (23, 24). 6. Hydraulic transmission for a vehicle, of the hydraulic pump type supplying two hydraulic motor receivers, characterized in that the pump (13) and the motors (23, 24) are of the constant displacement type while the hydraulic motor receivers (23, 24) are associated with means (17) for supplying equal flow rates of hydraulic fluid for both of said hydraulic motor receivers (23, 24). 7. Transmission hydraulique selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'un orifice (29,30) de fluide hydraulique des récepteurs moteurs hydrauliques (23, 24) est directement raccordé à un orifice (16) de la pompe, tandis qu'un autre orifice (21, 22) des moteurs (23, 24) est raccordé à un autre orifice de pompe (15), réalisant ainsi un circuit hydraulique au moins substantiellement fermé sur lui-même. 7. Hydraulic transmission according to claim 6, characterized in that an orifice (29, 30) of hydraulic fluid of the hydraulic motor receivers (23, 24) is directly connected to an orifice (16) of the pump, while a another orifice (21, 22) of the motors (23, 24) is connected to another pump orifice (15), thus producing a hydraulic circuit at least substantially closed on itself. 8. Transmission hydraulique selon la revendication 6 ou 7, caractérisée par des circuits dérivés (31,32) entre orifices (15) et (16) de pompe (13) incorporant des limiteurs de pression (33,34) montés en sens opposés. 8. Hydraulic transmission according to claim 6 or 7, characterized by derivative circuits (31,32) between orifices (15) and (16) of the pump (13) incorporating pressure relief valves (33,34) mounted in opposite directions. 9. Transmission hydraulique selon la revendication 6 ou 7 ou 8, caractérisée par un circuit auxiliaire de gavage du circuit hydraulique principal substantiellement fermé sur lui-même (14), comprenant une pompe auxiliaire (47) en prise avec un arbre de moteur thermique, ladite pompe (47) étant raccordée par un distributeur (45) à deux sorties, d'une part au circuit principal (14) et à un réservoir de fluide hydraulique (50), et d'autre part exclusivement au circuit principal (14) de fluide hydraulique, un clapet anti-retour (52) taré à la pression normale de gavage étant monté entre sortie de pompe auxiliaire et réservoir de fluide.  9. Hydraulic transmission according to claim 6 or 7 or 8, characterized by an auxiliary booster circuit of the main hydraulic circuit substantially closed on itself (14), comprising an auxiliary pump (47) engaged with a heat engine shaft, said pump (47) being connected by a distributor (45) to two outputs, on the one hand to the main circuit (14) and to a hydraulic fluid tank (50), and on the other hand exclusively to the main circuit (14) hydraulic fluid, a non-return valve (52) calibrated to the normal booster pressure being mounted between the auxiliary pump outlet and the fluid reservoir.
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