FR2792258A1 - Moteur differentiel - Google Patents

Abstract

Moteur différentiel particulièrement destiné à la propulsion électrique de véhicule automobile et apporte une solution au problème technique d'économie de consommation par rapport à la capacité massique d'énergie embarquée.Il est constitué d'un volant contenant des moteurs électriques que ces derniers entraînent en rotation par appui sur un engrenage fixe 18.Les moteurs entraînent également dans le volant, un train de pignons reliés à un train de pignons réducteurs de vitesse également à l'intérieur du volant. Le mouvement résultant de la double révolution du couple moteur entraînent une accélération complémentaire du train réducteur.La puissance obtenue est liée à la vitesse de déplacement du point d'application de la force, liée à la vitesse complémentaire du train réducteur.L'on obtient une grande puissance avec une faible force.

Description

-I - La présente invention concerne un dispositif de transmission d'un

couple moteur particulièrement destiné au déplacement d'un véhicule automobile,dont un mode de réali- sation utilise des moteurs électriques,et apporte une solution5 au problème technique d'économie de consommation par rapport

à la capacité massique d'énergie embarquée.

Un véhicule comportant une couronne de différentiel à

39/8,soit une réduction de 4,875,et un développement de roue de 1,65 méfre,étudié pour une variation de quantité de mou-

vement d'une masse de 1000 kgs de 0 à 100 kms par heure en I9 secondes, peut ici être choisi comme paramètre.

Pour cela 50 ch. sont nécessaires,et selon les critères d'accouplement et la relation de la constance Pv qu'oppose

l'inertie,l'action du couple étant donné sa vitesse angulaireI5 ne peut être utilisée que progressivement à l'aide d'une boite de vitesse en rapport avec les exigences calculées de résis-

tance mécanique,et du coefficiant d'adhérence au sol. Un moteur électrique à une courbe de couple extrêmement plate,mais lui aussi n'est pas l'appareil dans lequel il

suffit d'envoyer un courant contrôlé pour qu'il tourne plus ou moins vite.

L'accélération angulaire des roues du véhicule doit se conformer aux exigences du principe fondamental de la varia-

tion de quantité de mouvement que demande le paramètre,par25 un contrôle mécanique ou électro-mécanique.

Un moteur électrique de I ch à 6000 tours minute,soit I00 tours seconde,démultiplié par un rapport de I/50,possède

une force de couple instantané,à 2 tours seconde à l'arbre, égale à la plage de couple instantané différentiel ou ponc-

tuel d'un moteur de 50 ch.

Le dispositif de l'invention permet d'obtenir une vitesse de déplacement du point d'application de la force dans le même

rapport de couple constant que l'accélération de la vitesse de rotation des roues du véhicule (couple résistant),qu'il35 commande.

L'intégrale de couple,selon le dispositif,d'un moteur de I ch,à vitesse de déplacement du point d'application de la

force à 6000 tm,est la même que l'intégrale de couple d'un moteur de 50 ch,soit la même puissance.

-2- Selon une première caractéristique,un mode de réalisation ci-après permettra la compréhension de la solution technique exposée à la suite. Les dessins annexés illustrent l'invention t La figure I représente en coupe longitudinale le dispositif de l'invention. La figure 2 représente un profil en A/A de la figure I La figure 3 représente une coupe longitudinale d'une variante de la figure I.IO0 En référence à la figure I,(mouvements des engrenages fléchés),le dispositif comporte un volant I qui repose sur ses paliers 4 et 5 fixés au chassis en 2 et 3 À Ce volant contient,solidaires,quatre moteurs électriques quadrilobés 6,7,et 8,9,ces derniers visibles seulement en

13 profil A/A de la figure 2.

Le nombre et la disposition des moteurs n'est pas limitatif.

Le volant contient également deux compartiments z en 10 un compartiment train de pignons et de roues réducteurs à 1/30

de la vitesse de rotation des moteurs,en II,un compartiment trains de pignons symétriques similaires aux I2 et I3,soli-

daires des arbres moteurs. Les pignons I3 menants relient le pignon central I5 par l'intermédiaire des pignons I4 et similaires en symétrie,tous

de même diamètre primitif.

Le pignon central I5 mené tourne librement,non solidaire du volant,et repose sur son palier de roulement I6 en appui

sur le chassis en 3 par son arbre I7 qui traverse le pignon fixe I8 solidaire du chassis en 3 également À30 L'arbre I7 entraine le train de pignon et de roues ré- ducteur cité,par l'intermédiaire du planétaire I9 du diffé-

rentiel dont les satellites sont solidaires du volant,et le deuxième planétaire 20 communique à l'arbre I7 de sortie,son mouvement au pignon 2I menant de réducteur de vitesse.35 La roue 22 dernière menée de ce réducteur,transmet son mouvement au planétaire 23 d'un second différentiel dont les satellites sont également solidaires du volant. Le mouvement réducteur est communiqué à l'arbre de sor- tie 25 par le planétaire 24 Les pignons I2 entrainent en rotation le volant en appui sur le pignon fixe I8.Ces pignons sont tous de même diamètre primitif,un tour pignon I2 égal un tour volant. Le volant contient un compartiment en II entrainant un mouvement relatif réducteur de rapport I/50,relié solidaire- ment à un déplacement linéaire et une accélération angulaire du mouvement d'entraînement des points d'applica+ion de la force (pignon I2)et ses symétriques,en appui sur le pignon fixe 18.10 Par les transmissions des planétaires des différentiels, le déplacement complémentaire planétaires et satellites, entrainent une accélération complémentaire du mouvement rela- tif réducteur de vitesse. Le mouvement résultant de cette double révolution du

I5 couple des moteurs est relié au déplacement linéaire et angulaire des roues du véhicule (point résistant,réaction).

Les pignons I2 et le pignon fixe de point d'appui I8,ont un diamètre proportionnel,ici, de 0,I04 mètre,le déplacement du point d'application I2,c'est à dire l'action,à un tour20 autour du point fixe,soit un tour volant,est égal à 0,I04 X 3,I416 = 0,328 mètre linéaire des roues du véhicule (pont à 39/8. Le déplacement du poibt d'application à vitesse constante uniforme du volant à IO0 tours seconde,correspond à 0, 328XI00

= 32,80 mètres linéaire soit 32,80/I,65 = 20 tours seconde des roues ou 117 kilomètres par heure.

Le volant à 6000 tours minute peut être comparé à un gros rotor,et, tout comme le rotor d'un moteur de 50ch,ce n'est pas

l'énergie cinétique qui fournit du travail,mais l'action30 électromagnétique qui convertit en couple.

Cette action est intérieure à la masse du volant,celui-ci est "traversé" par l'énergie électrique,moteurs alimentés par frotteurs de contact,ou autre. L'énergie cinétique est invariable,tous les moments des

couples intérieurs s'annulent par rapport à l'axe du volant.

Le couple de sortie à l'arbre 25 à 6000 tours minute,est le même que le couple de sortie du dispositif intérieur en mouvement,volant inerte. Ce dispositif équipé de quatre moteurs de 300 wats,soit 2000 wats, avec une gestion électronique,est susceptible des mêmes performances de couple et de puissance qu'un moteur

thermique de 50 ch,tout en assurant les services annexes dont le chauffage et le préchauffage du véhicule.5 La consommation moyenne est de l'ordre de IOOO wats heure.

Etant donné la vitesse constante de rotation du volant à 6000 tm et des moteurs,l'utilisation du véhicule,c'est à dire l'accélération,consiste à établir la liaison mécanique au

point résistant d'un couple de valeur constante par l'inter-

IO médiaire d'un embrayage long constitué d'un ralentisseur électromagnétique donné à titre d'exemple et ci-aprés décrit,

et complété d'une botte de vitesse classique.

Le dispositif embrayage électromagnétique est constitué d'un pignon 30 solidaire de l'arbre 25 qui communique son I5couple aux pignons 31,32 par l'intermédiaire des pignons 35 et 36. Ces derniers pignons ont leur axe de rotation solidaires d'une couronne support 37,ainsi que les pignons 33 et 34 À La pignorerie 30,35,31,36,32 est dans un rapport I/2 des pignons 33,34,et 38,ce dernier fait partie d'un disque frein de FOUCAULT 39 qui tourne librement en palier sur l'arbre 25, et dont le champ magnétique des électro aimant;maintenus sur

le chassis 2, agit sur le disque.

L'action de freinage sur le disque augmente avec l'in-

tensité des courants induits dont l'importance croit avec la

vitesse inversée du disque,et avec le dosage du champ magné-

tique des électro aimant avec une rétro activité progressive en appui, sur le pignon 38,de la couronne et de l'arbre 40

solidaire,relié à une boite de vitesse.

_0 L'on peut prévoir,en parallèle et solidaire du ralen-

tisseur,un frein à disque classique pour,en fin de course,

bloquer le disque,et ainsi maintenir le régime maximum..

Les patins ne travaille pas plus que dans leur fonction

habituelle de freinage du véhicule.

-5 Le dispositif à pour fonction d'accélérer ou de débrayer

avec la même pédale.

Selon des modes particuliers de réalisation la disposi-

iion des moteurs est extérieure au volant: Illustré par la figure 3,les moteurs quadrilobés 51,52,

53,et 54 non visible,sont réunis dans un bloc 4I solidaire du chassis. Le volant 47 repose également sur ses paliers.

Le couple de ces moteurs est transmis au pignon central 44,(dont le palier est fixé sur le bloc),par l'intermédiaire des pignons visibles 42,43,dans un rapport I/2,c'est à dire

6000 tours minute moteur égal 3000 tours minute pignon cen- tral 44.

L'arbre 46 de ce pignon traverse le bloc et communique le mouvement au pignon 45,qui alimente un train de pignon similaire à la première caractéristique,mais la rotation du

volant,c'est à dire le déplacementdu point d'application de la force, s'effectue par les pignons 48 et 49 visibles;en appui sur le pignon fixe 50 solidaire du bloc.I5 La suittdu fonctionnement est la même que dans la pre- mière caractéristique.

Les 3000 tours,en rotation inverse du pignon 45,et la communication aux pignons 48,49,visibles,procure 6000 tours au volant.20 Un autre mode particulier,non illustré,en ce que la disposition dans le volant de la démultiplication est propre à chaque moteur pour la première caractéristique à l'arbre arrière des moteurs,et pour la deuxième caractéristique à l'arrière de chaque pignon d'entrainement du volant.25 Le mouvement est relié à un pignon central comme la

première caractéristique.

Claims (4)

1. REVENDICATIONS

   I) Dispositif pour transmettre la force d'uln couple moteur principalement électrique caractérisé par un carter ou volant I contenant des moteurs dont chaque arbre est relié solidai- rement en II à un train de pignons d'entraînement en rotation5 de l'ensemble,et un train de pignons en 10 réducteurs de vitesse par l'intermédiaire du pignon central I5,le couple obtenu en 25,volant entrainé à 6000 tours minute,est relié à

   un embrayage muni d'un ralentisseur électro-magnétique 39.
2. 2) Dispositif selon la revendication I caractérisé par la IOdisposition des moteurs extérieurs au volant dont l'arbre central transmet à 3000 tours minute son mouvement au train de pignons d'entraînement en rotation du volant et au train de

   pignons réducteur.
3. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications pré-

   I5cédentes,caractérisé en ce que la disposition dans le volant du réducteur de vitesse est propre à chaque moteur,pour la première caractéristique à l'arbre arrière de ces moteurs,et pour la deuxième caractéristique à l'arrière de l'arbre de

   chaque pignon d'entraînement du volant.
4. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications pré-

   cédentes caractérisé en ce que le nombre et la disposition des

   moteurs n'est pas limitative.