FR2782747A1 - Mecanisme d'equilibrage de couple pour moteur a combustion interne - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un mécanisme d'équilibrage de couple.Elle se rapporte à un mécanisme qui comprend un mécanisme de transmission (33) de l'énergie d'entraînement en rotation avec inversion du sens de rotation, un arbre (31) tournant en sens inverse, raccordé à une extrémité d'un vilebrequin (5) par le mécanisme de transmission (33) et destiné à tourner en sens inverse de celui du vilebrequin (5), et un volant (49) fixé à l'arbre (31). A cause des moments d'inertie de l'arbre (31) et du volant, un corps de moteur subit un couple de réaction de sens opposé à celui du couple de réaction d'un élément d'un système de transmission de l'énergie motrice du moteur, si bien que les vibrations de roulis du moteur sont réduites.Application aux moteurs à combustion interne.
Description
La présente invention concerne un mécanisme d'équili-
brage de couple destiné à réduire les vibrations de roulis
d'un moteur.
La figure 8 représente un mécanisme classique d'équili-
brage de couple destiné à un moteur à combustion interne, dans lequel un volant 201 associé à un vilebrequin du moteur applique un couple de réaction -T agissant sur le corps du moteur en provoquant un roulis donnant un moment résultant, et qui est équilibré par un volant auxiliaire 203 qui tourne en sens inverse du vilebrequin et applique un couple de réaction +T donnant un moment opposé de roulis, si bien que
les vibrations de roulis du moteur sont réduites.
La figure 9 représente un mécanisme classique d'équili-
brage de couple pour moteur à cylindres en V dans lequel deux vilebrequins 205 et 207 sont séparés mutuellement par un angle 2a et ont chacun une masse 213, 215 d'équilibrage placée sur un maneton 209, 211. Les masses 213 et 215 d'équilibrage ont des positions angulaires décalées d'un angle a en sens opposé au sens de rotation l'un par rapport à l'autre, si bien que les vibrations de roulis du moteur
sont réduites.
Dans le mécanisme d'équilibrage de couple de la figure 8, le couple de réaction -T du volant 201 et du vilebrequin est compensé par le volant auxiliaire 203, qui a ainsi une masse d'inertie correspondante participant à la masse du moteur. La masse du moteur est ainsi accrue, si bien que le
moteur a de moins bonnes performances d'accélération.
Dans le mécanisme d'équilibrage de couple de la figure
8 ou celui de la figure 9, un trajet principal de transmis-
sion de l'énergie motrice comprend le volant auxiliaire 203
ou les masses d'équilibrage 213, 215. Cette disposition res-
treint l'adaptation qui permet la réduction des vibrations de roulis et crée une difficulté pour une compensation
efficace des moments de roulis.
En outre, dans le mécanisme d'équilibrage de couple de la figure 9 dans lequel des masses d'équilibrage 213 et 215 sont déplacées d'un angle a en sens opposés, les masses 213 et 215 ont des couples de réaction qui agissent en sens opposés et qui ont donc peu d'effet sur la réduction des
vibrations de roulis.
La présente invention a été réalisée pour remédier aux
inconvénients précités.
L'invention a donc pour objet la mise a disposition
d'un mécanisme d'équilibrage de couple qui réduit effica-
cement les vibrations de roulis d'un moteur a combustion interne et permet d'éviter l'augmentation de la masse d'inertie du côté du moteur et la réduction correspondante
de l'efficacité de l'accélération.
A cet effet, dans un premier aspect, l'invention concerne un mécanisme d'équilibrage de couple qui comprend un mécanisme de transmission d'énergie d'entraînement en rotation destiné à provoquer une inversion de la rotation, un arbre tournant en sens inverse, raccordé à une extrémité de vilebrequin par le mécanisme de transmission et destiné à tourner en sens opposé a celui du vilebrequin, et un volant fixé à l'arbre tournant en sens inverse de manière que, du fait des moments d'inertie de l'arbre tournant en sens inverse et du volant, le corps du moteur subisse un couple de réaction de sens opposé au couple de réaction d'un organe du système de transmission d'énergie motrice qui transmet l'énergie motrice du moteur, si bien que les
vibrations de roulis du moteur sont réduites.
Dans le premier aspect de l'invention, lorsque le moteur tourne, le corps de moteur reçoit un moment de roulis qui agit sur lui dans un sens à cause du couple de réaction du volant et du vilebrequin, et le corps du moteur subit aussi un moment de roulis agissant en sens opposé et dû au couple de réaction de l'arbre tournant en sens inverse et d'un volant qui tournent en sens opposé au sens du vilebrequin, si bien que les moments de roulis se compensent
et réduisent les vibrations de roulis du moteur.
Comme l'arbre tournant en sens inverse et le volant sont raccordés à l'extrémité du vilebrequin par un mécanisme de transmission avec inversion de sens de rotation, ils se trouvent en dehors du trajet principal de transmission
d'énergie motrice provenant du moteur.
Ainsi, le mécanisme d'équilibrage de couple ne subit pas les restrictions présentées par l'ensemble classique placé dans le trajet principal de transmission d'énergie, et
il peut assurer plus efficacement la réduction des vibra-
tions de roulis. En outre, d'une manière différente du mécanisme classique de la figure 9 dans lequel le couple de réaction est créé dans deux sens, l'arbre tournant en sens inverse et le volant ont leur couple de réaction qui agit dans un seul sens et permet l'obtention très efficace d'une réduction des
vibrations de roulis.
En outre, pour que l'objet précité soit atteint, l'invention concerne, dans un second aspect, un mécanisme d'équilibrage de couple qui comporte un mécanisme de transmission de l'énergie d'entraînement en rotation afin que le sens de rotation soit inversé, un arbre tournant en sens inverse, raccordé à une extrémité de vilebrequin par l'intermédiaire du mécanisme de transmission et destiné à tourner en sens opposé au sens du vilebrequin, une poulie d'entraînement d'une machine auxiliaire, fixée à l'arbre tournant en sens inverse, et une machine auxiliaire destinée à être entraînée par la poulie, et dans lequel, du fait des moments d'inertie de l'arbre tournant en sens inverse, de la poulie et de la machine auxiliaire, un corps de moteur subit un couple de réaction en sens opposé à celui du couple de réaction d'un organe d'un système de transmission d'énergie qui transmet la puissance motrice du moteur, si bien que les
vibrations de roulis du moteur sont réduites.
Dans le second aspect de l'invention, un corps de moteur subit un moment de roulis dû à un volant et à un vilebrequin, et des moments de roulis de compensation dus à
l'arbre tournant en sens inverse, à une poulie d'entraî-
nement d'une machine auxiliaire et à une machine auxiliaire, si bien que les vibrations du roulis du moteur peuvent être
réduites.
Une poulie existante d'entraînement de machine auxi-
liaire et une machine auxiliaire sont utilisées comme masse tournante pour réduire les vibrations de roulis, et le moteur ne doit pas avoir une masse accrue pour la réduction des vibrations de roulis, si bien que l'accélération du
véhicule peut être meilleure.
Le second aspect de l'invention donne des effets iden-
tiques au premier aspect. Dans un troisième aspect de l'invention, la machine auxiliaire est de préférence un alternateur. Ce dernier peut comprendre avantageusement un moteur électrique dont le nombre de tours par unité de temps peut être réglé afin que la masse inertielle rotative soit réglée pour la réduction des vibrations de roulis et permette à la masse rotative
d'être réglée avec précision sur une large plage de varia-
tion, par exemple en fonction de l'une des diverses condi-
tions, telles que la vitesse de rotation du moteur, afin que
les vibrations du moteur soient efficacement réduites.
Dans un quatrième aspect de l'invention, la machine auxiliaire est une pompe destinée à transmettre du carburant
ou un lubrifiant au moteur.
Dans un cinquième aspect de l'invention, le mécanisme d'équilibrage de couple comporte en outre un mécanisme destiné à augmenter la vitesse d'un organe rotatif du côté
de l'arbre tournant en sens inverse.
Dans le cinquième aspect, une masse inertielle rotative disponible du côté de l'arbre tournant en sens inverse pour la réduction des vibrations de roulis est entraînée en
rotation à une vitesse élevée grâce à la présence d'un méca-
nisme d'augmentation de vitesse, et une variation réduite de
masse permet une réduction stable des vibrations de roulis.
Dans un sixième aspect de l'invention, le mécanisme d'équilibrage de couple comporte en outre un arbre à cames du moteur destiné à être entraîné par l'arbre tournant en
sens inverse.
Dans le sixième aspect, un arbre à cames est utilisé comme masse tournante pour réduire les vibrations de roulis, et l'effet de réduction est encore accru sans qu'il soit nécessaire d'augmenter la masse du moteur pour réduire les
vibrations de roulis.
D Dans un septième aspect de l'invention, le mécanisme d'équilibrage de couple comprend avantageusement un palier destiné à supporter l'arbre tournant en sens inverse sur un
couvercle avant du moteur.
Dans un huitième aspect de l'invention, un arbre inter- médiaire supporté par un couvercle avant du moteur est de préférence placé entre le vilebrequin et l'arbre tournant en sens inverse, et le mécanisme de transmission est placé entre le vilebrequin et l'arbre intermédiaire ou entre
l'arbre intermédiaire et l'arbre tournant en sens inverse.
Dans le cas d'un mécanisme de transmission tournant en
sens inverse, placé entre un vilebrequin et un arbre inter-
médiaire, l'arbre intermédiaire et l'arbre tournant en sens inverse peuvent être raccordés afin qu'ils tournent dans le
même sens.
Dans le cas d'un mécanisme de transmission à inversion de rotation placé entre un arbre intermédiaire et un arbre
tournant en sens inverse, l'arbre intermédiaire et un vile-
brequin peuvent être raccordés afin qu'ils tournent tous les
deux dans le même sens.
Dans le premier cas, l'arbre intermédiaire constitue une masse tournante qui réduit les vibrations de roulis et
l'effet de réduction est encore accru.
Dans un neuvième aspect de l'invention, le mécanisme de transmission comprend un mécanisme de transmission à
pignons mettant en oeuvre un pignon à effet de coincement.
Dans le neuvième aspect, un mécanisme de transmission à pignons ayant un pignon à effet de coincement est utilisé
comme mécanisme de transmission qui inverse le sens de rota-
tion avec des jeux réduits entre les pignons, et qui donne
une variation réduite du moment de roulis (couple de réac-
tion) d'une masse tournante destinée à être entraînée en rotation par l'intermédiaire du mécanisme de transmission à pignons, cette disposition donnant la réduction la plus
stable de vibration de roulis.
En outre, comme les jeux entre les pignons sont absorbés par le pignon à effet de coincement, le mécanisme de transmission à pignons a des bruits réduits de frottement de pignons et une plus grande durabilité du mécanisme de
transmission et du mécanisme d'équilibrage de couple.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
seront mieux compris à la lecture de la description qui va
suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe d'un mécanisme d'équilibrage
de couple dans un premier mode de réalisation de l'inven-
tion; la figure 2 est une vue en élévation frontale d'un moteur équipé d'un mécanisme d'équilibrage de couple selon la figure 1; la figure 3 est une coupe d'un mécanisme d'équilibrage
de couple dans un second mode de réalisation de l'inven-
tion; la figure 4 est une coupe d'un mécanisme d'équilibrage
de couple dans un troisième mode de réalisation de l'inven-
tion; la figure 5 est une coupe d'un mécanisme d'équilibrage
de couple dans un quatrième mode de réalisation de l'inven-
tion; la figure 6 est une coupe d'un mécanisme d'équilibrage
de couple dans un cinquième mode de réalisation de l'inven-
tion; la figure 7 est une coupe d'un mécanisme d'équilibrage
de couple dans un sixième mode de réalisation de l'inven-
tion; la figure 8 est une vue schématique en élévation frontale d'un mécanisme connu d'équilibrage de couple; et
la figure 9 est un schéma d'un autre mécanisme clas-
sique d'équilibrage de couple.
Sur les diverses figures, les éléments analogues sont
désignés par des références numériques identiques.
On décrit d'abord un mécanisme i d'équilibrage de couple dans un premier mode de réalisation de l'invention en
référence aux figures 1 et 2. Ce mécanisme a des carac-
téristiques du premier, du cinquième et du septième aspect de l'invention. La figure 1 représente le mécanisme 1 d'équilibrage de couple et la figure 2 est une vue en
élévation frontale d'un moteur diesel 3 équipé du méca-
nisme 1.
Un corps du moteur 3 à combustion interne porte, à sa face avant, un couvercle avant 27 de moteur (figure 1) qui est un organe qui lui est fixé, un vilebrequin 5 (figure 1) qui passe à travers le couvercle avant 27, une poulie de sortie 7 (figures 1 et 2) placée à l'extérieur du couvercle 27 et destinée a une machine auxiliaire destinée à être entraînée par le vilebrequin 5, une poulie d'entrée 9 (figure 2) destinée à une pompe d'assistance de direction destinée à être entraînée par transmission d'énergie motrice, une autre poulie d'entrée 11 (figure 2) destinée à
un alternateur entraîné par de l'énergie motrice, une cour-
roie 13 agissant des deux côtés et appliquée sur les trois poulies 7, 9 et 11, une poulie 15 de tension (figure 2) destinée à assurer une tension convenable de la courroie 13, et une partie essentielle du mécanisme 1 d'équilibrage de
couple (figures 1 et 2).
La poulie de sortie 7 est fixée au vilebrequin 5 par une combinaison d'une clavette "Woodruff", qui a une forme
de secteur de disque, un boulon 19 de serrage et une ron-
delle 21, comme indiqué sur la figure 1.
La poulie de sortie 7 est un organe unique comprenant une partie d'arbre creux 7a montée sur une extrémité en saillie 5a du vilebrequin 5, une partie interne 25 de poulie formée sur la partie 7a d'arbre avec un diamètre externe relativement petit, et une partie de poulie externe 23 formée sur le côté de la partie de poulie interne 25 et ayant un diamètre externe relativement grand. La partie de poulie externe 23 a une circonférence 23a à rebord destinée à l'application de la courroie 13 à deux faces. La partie de poulie interne 25 forme une circonférence 25a à rebord pour
l'application d'une autre courroie destinée à une transmis-
sion à courroie et poulie d'une autre machine auxiliaire.
Un organe 29 à joint d'étanchéité hydraulique est placé entre la partie 7a d'arbre de la poulie 7 et un bord d'une ouverture 27a du couvercle avant 27 par lequel l'extrémité
en saillie 5a du vilebrequin 5 s'étend.
Comme représenté sur la figure 2, la poulie 9 d'entraî-
nement de la pompe d'assistance à la direction et la poulie 11 d'entraînement de l'alternateur sont entraînées dans le même sens de rotation que la poulie de sortie 7 afin
qu'elles tournent ensemble avec le vilebrequin 5, c'est-à-
dire dans le même sens que la partie externe 23 et la partie interne 25 de poulie. En outre, une poulie d'entrée destinée à une autre machine auxiliaire entraînée par la partie
interne de poulie 25 tourne dans le même sens.
Comme représenté sur la figure 1, le mécanisme 1
d'équilibrage de couple comprend un mécanisme 33 de trans-
mission à pignons constituant un mécanisme d'augmentation de vitesse qui comprend un pignon menant 41 de grand diamètre et un pignon mené 43 de petit diamètre, un arbre 31 tournant en sens inverse, solidaire du pignon de petit diamètre 43, et un volant 35 claveté sur l'arbre tournant en sens inverse 31. Le mécanisme 33 de transmission a pignons transmet de l'énergie d'entraînement en rotation du vilebrequin 5 en inversant le sens. Le pignon de grand diamètre 41 est placé à l'intérieur du couvercle avant 27 et a une partie d'arbre creux 41a fixée à l'extrémité en saillie 5a du vilebrequin 5 avec la partie d'arbre creux 7a de la poulie 7 par une combinaison d'une autre clavette "Woodruff" 17, du boulon 19 et de la rondelle 21. La partie d'arbre 41a du pignon de grand diamètre 41 a un petit pignon ou denture 45, soudé
dans un mécanisme de transmission à chaîne destiné à entrai-
ner l'arbre a cames du moteur 3. Le pignon 43 de petit dia-
mètre est placé entre le couvercle avant 27 et un accessoire
interne de support 27b et constitue une partie circonfé-
rentielle dentée de l'arbre 31 tournant en sens inverse.
L'énergie motrice du vilebrequin 5, qui tourne à un certain nombre de tours dans un sens de rotation, est transmise par le mécanisme 33 à l'arbre 31 tournant en sens inverse qui tourne à une plus grande vitesse dans un sens opposé de rotation. L'arbre tournant en sens inverse 31 comporte une partie menée 31a supportée par des paliers externe et interne 37 et 39 montés dans le couvercle avant 27 et l'accessoire interne 27b, et une partie 31b qui dépasse axialement et passe par une autre ouverture 27c du couvercle avant 27 et une ouverture 27d d'un accessoire externe 27e destiné a la
lubrification vers le couvercle avant 27.
Le volant 35 comporte un organe à bride 51 ayant une partie d'arbre 51a montée dans les ouvertures 27c, 27d et il est claveté sur la partie en saillie 31b de l'arbre 31 tournant en sens inverse et est fixé à celui-ci par un boulon 53 et une rondelle 55, et un volant 49 fixé par des boulons 47 à une partie 31b à bride dépassant axialement et radialement vers l'extérieur de l'organe à bride 51. Le volant 49 est placé à un niveau inférieur à celui de l'extrémité en saillie 5a du vilebrequin 5 et dépasse radialement dans le sens de la pesanteur devant le couvercle
avant 27 du moteur 3. Un organe 57 formant joint d'étan-
chéité hydraulique est monté entre l'organe à bride 51 et
l'accessoire externe 27e du couvercle avant 27.
Lorsque le moteur 3 fonctionne et tourne, le corps du moteur reçoit des moments de roulis agissant dans un sens à cause du couple de réaction du vilebrequin 5 et du volant du moteur 3. Cependant, l'arbre tournant en sens inverse 33 et le volant 35 tournent dans le sens 61 (figure 2) opposé au sens de rotation 59 (figure 2) du vilebrequin 5, et le couple résultant de réaction crée des moments de roulis agissant dans le sens opposé sur le corps du moteur, si bien que ces moments de roulis sont compensés par les moments de roulis précédents et les vibrations de roulis du moteur 3
sont réduites.
L'arbre 31 tournant en sens inverse et le volant 35 ont des masses tournantes raccordées au vilebrequin 5 par l'intermédiaire du mécanisme 33 de transmission à pignons, et le mécanisme 1 d'équilibrage de couple est placé en dehors du trajet principal de transmission de l'énergie motrice provenant du moteur 3. Ainsi, le mécanisme 1 d'équilibrage de couple de ce mode de réalisation diffère d'un mécanisme classique placé dans le trajet principal de transmission d'énergie motrice et ne présente pas les restrictions des ensembles classiques, tout en permettant
une réduction plus grande des vibrations de roulis.
Par rapport a la disposition classique de la figure 9 dans laquelle les réactions du couple moteur apparaissent
dans deux sens, le mode de réalisation de la figure 1 dif-
fère en ce que les réactions du couple de l'arbre tournant en sens inverse 31 et du volant 35 agissent dans un seul sens et permettent ainsi une réduction plus efficace des
vibrations de roulis.
De plus, grâce à l'utilisation du mécanisme 33 de transmission à pignons ayant une fonction d'augmentation de vitesse, le mécanisme 1 d'équilibrage de couple a une plus grande vitesse de rotation qui augmente la masse tournante et permet la réduction des vibrations de roulis. La fonction de réduction des vibrations de roulis est meilleure et les
variations de masse inertielle en rotation sont réduites.
Ces caractéristiques donnent une réduction plus stable des
vibrations de roulis.
Le volant 35 est placé sur l'arbre 31 tournant en sens inverse en avant du moteur 3, sous le vilebrequin 5 dans le sens de la pesanteur. En d'autres termes, le mécanisme 1 est destiné à avoir pour fonction de réduire les vibrations de
roulis indépendamment de l'emplacement des machines auxi-
liaires, telles que la pompe d'assistance de direction et l'alternateur, qui nécessitent chacune un espace de montage, ou des accessoires montés à une extrémité de la carrosserie
du véhicule, par exemple un radiateur.
On décrit maintenant un mécanisme 63 d'équilibrage de couple dans un second mode de réalisation de l'invention en référence à la figure 3. Ce mécanisme d'équilibrage 63 a des caractéristiques des premier, second, troisième, sixième,
septième et neuvième aspects.
Comme l'indique la figure 3, le mécanisme 63 d'équi-
librage de couple comprend un mécanisme 67 de transmission à pignons placé dans un couvercle avant 27 d'un moteur 3 et raccordé à un vilebrequin 5 afin qu'un couple d'entraînement soit transmis avec inversion du sens de rotation, un arbre tournant en sens inverse, raccordé au mécanisme 67 de transmission à pignons et traversant le couvercle avant 27, une poulie 71 de sortie placée à l'extérieur du couvercle 27 et clavetée sur l'arbre 65 pour être entraînée et entraîner à son tour des machines auxiliaires, et un volant 69 fixé à
la poulie de sortie 71.
Le mécanisme 67 de transmission à pignons est du type à pignon à effet de coincement et comprend un pignon à effet de coincement 83 comme pignon menant fixé sur une extrémité en saillie 5a du vilebrequin 5, et un pignon mené 81 claveté sur une partie menée 65a de l'arbre 65 et en prise avec le pignon 83. Le pignon 83 comprend un pignon métallique 85
formant le principal élément du pignon, claveté sur l'extré-
mité en saillie 5a du vilebrequin 5 et fixé à celui-ci depuis l'extérieur du couvercle avant 27 par un boulon 89 et une rondelle 91, et un pignon 87 de résine formant un ensemble d'éléments dentés auxiliaires 87a fixés chacun à une partie évidée 97 à une extrémité interne d'une partie
dentée correspondante 85a du pignon métallique 85 et pivo-
tant sur une broche 93 qui dépasse de la partie dentée 85a, entre un manchon 95 et une bague 99 de retenue. Les dents
des pignons métallique et de résine 85, 87 viennent succes-
sivement au contact des dents du pignon mené 81, lors de la rotation dans un sens. Comme l'élément denté respectif 87a est flexible, le pignon 87 de résine absorbe les jeux entre les pignons menant et mené 81 et 83, réduit les jeux et espaces et supprime efficacement les bruits de frappe des dents. Le pignon mené 81 est monté sur la partie menée 65a de l'arbre 65 tourné en sens inverse par une clavette "Woodruff" 17. L'énergie motrice du vilebrequin 5, qui
tourne dans un sens de rotation, est transmise par le méca-
nisme 67 à l'arbre 65 qui tourne ainsi dans le sens opposé.
La partie menée 65a de l'arbre 65 tourné en sens inverse est supportée du côté extérieur par un palier 73 monté dans le couvercle avant 27 et, à son extrémité interne, par un palier 75 monté dans un accessoire 27f sur le couvercle 27, et une denture ou un pignon 77 formé de
manière solidaire comme élément d'entraînement d'un méca-
nisme de transmission à chaîne qui entraîne l'arbre à cames du moteur 3. L'arbre 65 tournant en sens inverse a une partie en saillie axiale 65b passant par une ouverture 27g du couvercle avant 27, et un organe 79 d'étanchéité hydrau- lique est monté entre la partie en saillie 65b et le
couvercle avant 27.
La poulie de sortie 71 est fixée à la partie en saillie b de l'arbre 65 par une combinaison d'une autre clavette "Woodruff" 17, d'un boulon de serrage 103 et d'une rondelle 105. La poulie de sortie 71 est un organe unique comprenant une partie d'arbre creux 71a clavetée sur la partie en saillie 65b de l'arbre 65, une partie de poulie externe 107 formée sur la partie d'arbre 71a avec un diamètre externe relativement grand, et une partie de poulie interne 109 formée à côté de la partie de poulie externe 107 avec un diamètre externe relativement petit. La partie de poulie externe 107 forme une circonférence à rebord 107a pour
l'application d'une courroie d'entrainement d'un alterna-
teur. La partie de poulie interne 109 forme une circon-
férence à rebord 109a pour une autre courroie d'entraînement
d'une autre machine auxiliaire.
Le volant 69 comporte un seul organe de disque plat
monté coaxialement par des boulons 101 a une face d'extré-
mité de la partie externe 107 de poulie.
Lorsque le moteur 3 tourne, le corps du moteur reçoit des moments de roulis qui agissent dans un sens à cause du couple de réaction du vilebrequin 5 et du volant du moteur 3. Cependant, l'arbre 65 qui tourne en sens inverse ainsi que l'arbre à cames et la transmission associée à chaîne, la
poulie de sortie 71, l'alternateur et une transmission asso-
ciée à courroie, l'autre machine auxiliaire et une transmis-
sion associée à courroie, et le volant 69 tournent dans le sens opposé au sens de rotation du vilebrequin 5, et le couple résultant de réaction donne des moments de roulis qui agissent sur le corps du moteur en sens opposé, si bien que les moments de roulis se compensent et les vibrations de
roulis du moteur 3 sont réduites.
L'alternateur peut comprendre avantageusement un moteur
électrique dont la vitesse de rotation est réglée, permet-
tant le réglage de la masse inertielle rotative pour la réduction des vibrations de roulis et permettant un réglage précis de la masse rotative dans toute une plage de varia- tion, par exemple dans l'une des diverses conditions de vitesse de rotation du moteur, afin que les vibrations du
moteur soient réduites efficacement.
Comme l'alternateur permet le réglage de la masse inertielle en rotation pour la réduction des vibrations de roulis, cette réduction des vibrations de roulis peut être réglée efficacement, par exemple en fonction de la variation
de vitesse de rotation du moteur.
L'arbre 63 qui tourne en sens inverse et la poulie de sortie 71, ainsi que les transmissions associées et le
volant 35, ont des masses tournantes raccordées au vilebre-
quin 5 par l'intermédiaire du mécanisme 67 de transmission à pignons, et le mécanisme 63 d'équilibrage de couple est
placé en dehors du trajet principal de transmission d'éner-
gie motrice par le moteur 3. Ainsi, le mécanisme 1 d'équi-
librage de couple de ce mode de réalisation diffère du mécanisme classique qui est disposé dans le trajet principal de transmission, et il ne présente donc pas les restrictions
dues a l'ensemble classique et permet une meilleure réduc-
tion des vibrations de roulis.
Par rapport a la disposition classique de la figure 9 dans laquelle des réactions au couple d'entrainement sont créées dans les deux sens, le mode de réalisation de la
figure 3 est différent, car les réactions au couple du méca-
nisme 63 d'équilibrage de couple agissent dans un seul sens et permettent une réduction très efficace des vibrations de roulis. En plus du volant 69 utilisé comme masse tournante pour la réduction des vibrations de roulis, on utilise diverses masses, telles que l'alternateur, l'autre machine auxiliaire et l'arbre a cames, pour obtenir une masse suffisante pour une meilleure réduction efficace des vibrations de roulis, sans qu'il soitnécessaire d'augmenter la masse du moteur, si bien que le véhicule peut conserver ses performances d'accélération. Le mécanisme 67 de transmission à pignons du type à pignon a effet de coincement absorbe les jeux et réduit les espaces entre les pignons menant et mené 81, 83, si bien que les variations du couple de réaction et du moment de roulis dues au jeu du mécanisme 67 sont réduites, et la fonction de
réduction des vibrations de roulis est stabilisée.
Les bruits de frappe des dents entre les pignons 81 et 83 sont réduits et permettent une augmentation de la durabilité du mécanisme 76 de transmission à pignons et du
mécanisme 63 d'équilibrage de couple.
Une ou plusieurs transmissions à poulies placées entre
la poulie 71 de sortie et les machines auxiliaires asso-
ciées, par exemple l'alternateur et/ou l'autre machine auxi-
liaire, peuvent avoir chacune de préférence une fonction d'augmentation de vitesse qui permet l'entraînement en rotation d'une machine auxiliaire correspondant à une plus grande vitesse avec une plus grande fonction de réduction des vibrations de roulis et une réduction des variations inertielles, donnant une fonction plus stable de réduction
des vibrations.
On décrit maintenant un mécanisme 111 d'équilibrage de couple dans un troisième mode de réalisation de l'invention
en référence à la figure 4. Ce mécanisme 111 a des proprié-
tés des second, troisième, sixième, septième et neuvième aspects. Le mécanisme 111 d'équilibrage de couple correspond au mécanisme 63 du second mode de réalisation, car le volant 69 est retiré, et comporte un mécanisme 67 de transmission à pignons du type à pignon à effet de coincement, un arbre tournant en sens inverse 65 et une poulie de sortie 71
destinée à entraîner une machine auxiliaire.
Ainsi, le mécanisme 111 d'équilibrage de couple a des effets analogues à ceux du mécanisme 63 d'équilibrage de
couple, mis à part la fonction du volant 69.
On décrit un mécanisme 113 d'équilibrage de couple dans un quatrième mode de réalisation de l'invention en référence
à la figure 5. Ce mécanisme 113 a des propriétés des pre-
mier, second, cinquième, septième, huitième et neuvième aspects. Le mécanisme 113 d'équilibrage de couple est destiné àa coopérer avec un arbre intermédiaire 117 qui traverse un couvercle avant 27 du moteur 3 afin qu'il soit entraîné par une chaîne à partir du vilebrequin 5 du moteur 3 et entraîne une poulie inférieure de sortie 139 placée à l'extérieur du
couvercle avant 27 et fixée sur l'arbre intermédiaire 117.
Le mécanisme 113 comprend un mécanisme 119 de transmission de couple du type à pignon à effet de coincement placé dans le couvercle avant 27 pour la transmission du couple moteur de l'arbre intermédiaire 117 en augmentant la vitesse et inversant la rotation, un arbre 115 tournant en sens inverse traversant le couvercle avant 27 pour être entraîné par le mécanisme 117, une poulie supérieure de sortie 123 placée en dehors du couvercle avant 27 et fixée à l'arbre tournant en sens inverse 115, et un volant 121 formé afin qu'il soit
solidaire de la poulie supérieure de sortie 123.
L'arbre intermédiaire 117 a une partie principale 117a supportée par des paliers logés dans le couvercle avant 27, et une partie en saillie 117b passant par une ouverture 27h du couvercle avant 27. La partie en saillie 117b comporte, à l'extrémité interne, un organe tubulaire 124 monté sur elle par une clavette "Woodruff" 17. L'organe tubulaire 124 a une denture 125 qui en est solidaire et forme un élément mené d'une transmission à chaîne ayant une chaîne appliquée sur un pignon menant solidaire du vilebrequin 5. L'arbre intermédiaire 117 est ainsi entraîné afin qu'il tourne dans le même sens que le vilebrequin 5. L'organe tubulaire 124 a en outre un élément menant 124a qui est soudé sur lui pour
l'entraînement d'un mécanisme associé.
La poulie inférieure de sortie 139 comprend une partie d'arbre creux 139a fixée à une extrémité externe de la partie en saillie 117b de l'arbre intermédiaire 117 par une combinaison d'une autre clavette "Woodruff" 17, d'un boulon de serrage 135 et d'une rondelle 137, et une partie de poulie 139b ayant une circonférence 139c à rebord destinée à l'application d'une poulie d'entraînement d'une machine auxiliaire. Le mécanisme 119 de transmission à pignons comprend un pignon à effet de coincement 129 comprenant un pignon menant de grand diamètre fixe à une partie axialement médiane de la partie en saillie 117b de l'arbre intermédiaire 117 à l'aide d'une autre clavette "Woodruff" 17, et un pignon mené 127 de petit diamètre solidaire d'une partie menée 115a de l'arbre tournant en sens inverse 115 et en prise avec le pignon à effet de coincement 129. Ce pignon 129 comporte un pignon métallique 131 formant un élément denté principal claveté sur la partie en saillie 117b, et un pignon 133 de résine formant un ensemble d'éléments dentés auxiliaires 133a fixés chacun à une partie évidée 145 a une extrémité interne d'une partie dentée correspondante 131a du pignon métallique 131 et pivotant sur une broche 141 dépassant de la partie dentée 131a entre un manchon 143 et une bague de retenue 147. Les dents des pignons métallique et de résine 131, 133 accrochent successivement les dents du pignon mené 127 lors
de leur rotation dans un sens. Comme l'élément denté respec-
tif 133a est flexible, le pignon de résine 133 absorbe les jeux entre les pignons menant et mené 129 et 127, réduit les jeux ou espaces intermédiaires, et supprime efficacement les bruits de frappe des dents. L'énergie motrice de l'arbre intermédiaire 117 qui tourne avec une vitesse de rotation dans un premier sens, est transmise par le mécanisme 119 de transmission à pignons à l'arbre 115 tournant en sens inverse qui tourne ainsi à une plus grande vitesse mais en
sens opposé.
La partie menée 115a de l'arbre tournant en sens inverse 115 est supportée de son côté extérieur par un palier 73 monté dans le couvercle avant 27 et, à son extrémité interne, par un palier 75 monté dans un accessoire 27i sur le couvercle 27. L'arbre tournant en sens inverse 115 a une partie en saillie axiale 115b passant par une
ouverture 27j du couvercle avant 27.
La poulie supérieure de sortie 123 est fixée à la partie en saillie 115b de l'arbre 115 tournant en sens inverse par une combinaison d'une autre clavette "Woodruff" 17, d'un boulon de serrage 149 et d'une rondelle 151. La poulie de sortie 123 comporte une partie d'arbre creux 123a clavetée sur la partie en saillie 115b, une partie 123b de poulie formée sur la partie d'arbre 123a, avec une circon-
férence à rebord 123c destinée à l'application d'une cour-
roie d'entraînement d'une autre machine auxiliaire, et un corps épais en forme de disque créé solidairement comme
volant 121 d'un côté de la partie 123b de poulie.
Lorsque le moteur 3 tourne, le corps du moteur reçoit des moments de roulis qui agissent dans un sens à cause du couple de réaction du vilebrequin 5 et du volant du moteur 3. Cependant, l'arbre tournant en sens inverse 115, la poulie supérieure de sortie 123 ayant le volant 121, la transmission à courroie et la machine auxiliaire associée
sont entraînés en sens opposé au sens de rotation du vile-
brequin 5, et le couple résultant de réaction applique des moments de roulis agissant sur le corps du moteur en sens opposé, si bien que les moments de roulis sont compensés et
réduisent les vibrations de roulis du moteur 3.
Dans ce mécanisme 113 d'équilibrage de couple, l'arbre intermédiaire 117 est entraîné en rotation dans le même sens que le vilebrequin 5, et le mécanisme 119 de transmission à pignons qui assure l'interconnexion de l'arbre intermédiaire 117 et de l'arbre tournant en sens inverse 115 entraîne cet arbre 115 afin qu'il tourne en sens opposé et fasse tourner le vilebrequin 5 afin que les vibrations de roulis du moteur
3 soient réduites.
Le mécanisme 119 de transmission à pignons, constitué par le pignon menant de grand diamètre 129 et le pignon mene de petit diamètre 127, a une fonction d'augmentation de vitesse si bien que la masse tournante destinée à réduire les vibrations de roulis tourne à une plus grande vitesse et permet une augmentation de la fonction de réduction de vibration de roulis du mécanisme 113 d'équilibrage de couple
* avec des variations réduites de la masse inertielle tour-
nante, si bien que la réduction des vibrations de roulis
peut être très stable.
La poulie de sortie 123 est formée afin qu'elle soit solidaire du volant 121 et élimine l'augmentation du nombre d'éléments. Le mécanisme 113 d'équilibrage de couple a des effets analogues a ceux du mécanisme 63 du second mode de réali- sation. On décrit maintenant un mécanisme 153 d'équilibrage de couple dans un cinquième mode de réalisation de l'invention
en référence a la figure 6. Ce mécanisme 153 a des carac-
téristiques des second, cinquième, septième, huitième et
neuvième aspects.
Le mécanisme 153 d'équilibrage de couple correspond au mécanisme 113 du quatrième mode de réalisation, car le volant 121 est retiré. Le mécanisme 153 travaille avec un arbre intermédiaire 117 et il est réalisé avec un mécanisme 119 de transmission à pignons du type à pignon à effet de coincement, un arbre tournant en sens inverse 115, et une poulie supérieure 123 de sortie destinée à entraîner une
machine auxiliaire.
Ainsi, le mécanisme 153 d'équilibrage de couple a des effets analogues à ceux du mécanisme 113, mis à part la
fonction du volant 121.
On décrit maintenant un mécanisme 155 d'équilibrage de couple dans un sixième mode de réalisation de l'invention en
référence à la figure 7. Ce mécanisme 155 a des caracté-
ristiques des second, quatrième, cinquième et septième aspects. Le mécanisme 155 d'équilibrage de couple est placé sur un couvercle avant 167 d'un moteur diesel 157 à quatre
cylindres, et comprend un premier mécanisme 161 de transmis-
sion à pignons destiné à transmettre l'énergie motrice d'un vilebrequin 173 en augmentant la vitesse et en inversant le sens de rotation, un arbre tournant en sens inverse 159 supporté par les paliers sur le couvercle avant 167 afin
qu'il soit entraîné avec le premier mécanisme 161 de trans-
mission à pignons, un second mécanisme 163 de transmission à pignons destiné à transmettre l'énergie motrice reçue du premier mecanisme 161 de transmission à pignons, et une pompe 165 à plongeur du type à un seul cylindre constituant une machine auxiliaire destinée à être entraînée par le second mécanisme 163 de transmission à pignons pour la transmission de carburant au moteur 157 par l'intermédiaire d'une conduite 179 de carburant. Le premier mécanisme 161 de transmission à pignons comprend un pignon menant 169 de grand diamètre fixé au vilebrequin 173 et un pignon mené 171 de petit diamètre fixé à l'arbre 159 tournant en sens inverse ou formé sur cet
arbre et en prise avec le pignon 169.
L'arbre 159 tournant en sens inverse est entraîné afin
qu'il tourne en sens opposé à celui du vilebrequin 173.
Le second mécanisme 163 de transmission à pignons comprend un pignon fou 175 en prise avec le pignon mené 171 du premier mécanisme 161 de transmission à pignons, et un pignon mené 177 fixé à un arbre menant de la pompe 165 à plongeur et en prise avec le pignon fou 175. Comme l'indiquent les flèches de la figure 7, la pompe 165 est entraînée afin qu'elle tourne dans le même sens que l'arbre 159 tournant en sens inverse, c'est-à-dire en sens opposé au
sens du vilebrequin 173 (ou du moteur 157).
Lorsque le moteur 157 fonctionne et tourne, un corps de moteur reçoit les moments de roulis qui agissent dans un sens à cause du couple de réaction du vilebrequin 173 et du volant du moteur 157. Cependant, l'arbre tournant en sens inverse 159 et le second mécanisme 163 de transmission à pignons et la pompe 165 sont entraînés en sens opposé au sens de rotation du vilebrequin 173, et le couple résultant de réaction crée des moments de roulis qui agissent sur le corps du moteur en sens opposé, si bien que les moments de roulis se compensent et les vibrations de roulis du moteur
157 sont réduites.
Le moteur diesel 3 à quatre cylindres présente des grandes vibrations de roulis. Cependant, le mécanisme 155 d'équilibrage de couple comporte la pompe à plongeur 165 à un seule cylindre qui est entraînée afin qu'elle tourne en
sens opposé à cellui du moteur 157, si bien que les vibra-
tions de roulis du moteur 157 sont efficacement réduites.
Le premier mécanisme 161 de transmission à pignons a une fonction d'élévation de vitesse grâce a laquelle la pompe à plongeur 165, formant une masse tournante destinée à réduire les vibrations de roulis, tourne a une vitesse accrue de rotation et permet une augmentation de la fonction de réduction des vibrations de roulis du mécanisme 155 d'équilibrage de couple, avec de plus faibles variations de la masse inertielle tournante, si bien que la réduction des
vibrations de roulis peut être plus stable.
Dans les modes de réalisation précédents, le mécanisme de transmission à pignons utilisé pour la transmission du couple moteur avec inversion du sens de rotation peut être avantageusement remplacé par un mécanisme convenable, par exemple un mécanisme de transmission à courroie, dans lequel une poulie est entraînée par une face avant d'une courroie d'entraînement travaillant par les deux faces, et une poulie opposée est entraînée par l'autre face de la courroie d'entraînement. En outre, la machine auxiliaire formant une masse tournante peut être aussi un accessoire autre qu'un alternateur ou une pompe hydraulique, par exemple un
compresseur d'air.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux mécanismes qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs
sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (9)
1. Mécanisme d'équilibrage de couple, caractérisé en ce qu'il comprend: un mécanisme de transmission (33, 67, 76, 119, 161) destiné a transmettre de l'énergie d'entraînement en rota- tion avec inversion du sens de rotation, un arbre (31, 65, 115, 159) tournant en sens inverse, raccordé a une extrémité d'un vilebrequin (5, 173) de moteur par le mécanisme de transmission (33, 67, 76, 119, 161) et destiné à tourner en sens inverse de celui du vilebrequin (5, 173), et un volant fixé à l'arbre (31, 65, 115, 159) tournant en sens inverse, dans lequel, à cause des moments d'inertie de l'arbre (31, 65, 115, 159) tournant en sens inverse et du volant, un corps de moteur (3) subit un couple de réaction de sens opposé a celui du couple de réaction d'un élément d'un système de transmission d'énergie motrice qui transmet l'énergie motrice du moteur, si bien que les vibrations de
roulis du moteur sont réduites.
2. Mécanisme d'équilibrage de couple, caractérisé en ce qu'il comprend: un mécanisme de transmission (33, 67, 76, 119, 161) de l'énergie motrice d'entraînement en rotation afin que le sens de rotation soit inversé, un arbre (31, 65, 115, 159) tournant en sens inverse, raccordé à l'extrémité d'un vilebrequin (5, 173) par le mécanisme de transmission (33, 67, 76, 119, 161) et destiné à tourner en sens opposé à celui du vilebrequin (5, 173), une poulie d'entraînement d'une machine auxiliaire, fixée à l'arbre (31, 65, 115, 159) tournant en sens inverse, et une machine auxiliaire destinée a être entraînée par l'intermédiaire de la poulie, dans lequel, a cause des moments d'inertie de l'arbre (31, 65, 115, 159) tournant en sens inverse, de la poulie et de la machine auxiliaire, le corps du moteur (3) reçoit un couple de réaction de sens opposé à celui du couple de réaction d'un organe d'un systeme de transmission d'énergie motrice qui transmet l'énergie motrice du moteur, si bien
que les vibrations de roulis du moteur sont réduites.
3. Mécanisme d'équilibrage de couple selon la revendi-
cation 2, caractérisé en ce que la machine auxiliaire est un alternateur.
4. Mécanisme d'équilibrage de couple selon la revendi-
cation 2, caractérisé en ce que la machine auxiliaire est une pompe (165) destinée à transmettre un carburant ou un
lubrifiant au moteur (3).
5. Mécanisme d'équilibrage de couple selon l'une quel-
conque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il
comprend un mécanisme destiné à accroître la vitesse de l'organe rotatif placé du côté de l'arbre (31, 65, 115, 159)
tournant en sens inverse.
6. Mécanisme d'équilibrage de couple selon l'une quel-
conque des revendications 1 à 5, comprenant en outre un
arbre à cames du moteur destiné à être entraîné par l'arbre
(31, 65, 115, 159) tournant en sens inverse.
7. Mécanisme d'équilibrage de couple selon l'une quel-
conque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il
comprend un palier de support de l'arbre (31, 65, 115, 159) tournant en sens inverse sur un couvercle avant (27, 167) du moteur.
8. Mécanisme d'équilibrage de couple selon l'une quel-
conque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il
comprend: un arbre intermédiaire (117) supporté par un couvercle avant (27, 167) du moteur et disposé entre le vilebrequin (5, 173) et l'arbre (31, 65, 115, 159) tournant en sens inverse, et le mécanisme de transmission (33, 67, 76, 119, 161) est placé entre le vilebrequin (5, 173) et l'arbre intermédiaire (117) ou entre l'arbre intermédiaire (117) et l'arbre (31,
65, 115, 159) tournant en sens inverse.
9. Mécanisme d'équilibrage de couple selon l'une quel-
conque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le
mécanisme de transmission (33, 67, 76, 119, 161) comprend un mécanisme de transmission à pignons comprenant un pignon à
effet de coincement.
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| FR3027363A1 (fr) * | 2014-10-16 | 2016-04-22 | Renault Sa | Dispositif de reduction de roulis d'un groupe motopropulseur et vehicule automobile equipe dudit dispositif |
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