FR2793850A1

FR2793850A1 - Unite hydrostatique a cylindree variable

Info

Publication number: FR2793850A1
Application number: FR9906422A
Authority: FR
Inventors: Keyvan Kargar; Frederic Cheze; Jean Luc Butot; Serge Lesle
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1999-05-20
Filing date: 1999-05-20
Publication date: 2000-11-24
Anticipated expiration: 2019-05-20
Also published as: FR2793850B1

Abstract

Unité hydrostatique à cylindrée variable, du type à pistons axiaux et plateau inclinable, utilisable en particulier comme pompe ou comme moteur dans un variateur hydrostatique d'une transmission à dérivation de puissance pour véhicule automobile, comportant un dispositif de commande de cylindrée actionné par une pression de pilotage, caractérisée par le fait que le dispositif de commande de cylindrée comprend deux vérins hydrauliques 14, 15 de positionnement et de compensation à simple effet, disposés de façon à agir sur le plateau inclinable 3 en des zones sensiblement diamétralement opposées, et un circuit hydraulique 26 d'alimentation des deux vérins de positionnement et de compensation, capable d'alimenter l'un des deux vérins à la pression de refoulement de l'unité hydrostatique et l'autre vérin à une pression de commande modulée pour commander l'inclinaison du plateau.

Description

Unité hydrostatiqueà cylindrée variable. La présente invention est relativeà une unité hydrostatiqueà cylindrée variable, du typeà pistons axiaux et plateau inclinable, utilisable en particulier comme pompe ou comme moteur dans un variateur hydrostatique d'une transmissionà dérivation de puissance pour véhicule automobile.

Dans une telle transmissionà dérivation de puissance, chaque élément du variateur hydrostatique peut avoir un rôle distinct selon la zone de fonctionnement. En fonctionnement pompe, l'unité hydrostatique prélève une certaine puissance mécanique sur la chaîne mécanique. En fonctionnement moteur, au contraire, l'unité hydrostatique fournit une certaine puissance hydraulique qui est transformée en puissance mécanique transmiseà un élément de la chaîne mécanique.

Les unités hydrostatiques utilisées dans de telles transmissions à dérivation de puissance doivent non seulement pouvoir fonctionner soit en pompe, soit en moteur, mais également autoriser une inversion du sens de débit quelle que soit la valeur de la vitesse ou la cylindrée de l'unité hydrostatique. L'unité hydrostatique doit donc pouvoir tourner et débiter dans les deux sens et son fonctionnement doit pouvoir être assuréà pleine pression quelle que soit la vitesse ou la cylindrée.

La commande de cylindrée d'une unité hydrostatique se fait habituellement au moyen d'un dispositif actionneur rotatif ou au moyen d'un vérin hydrauliqueà double effet, agissant directement sur l'inclinaison du plateau de l'unité hydrostatique.

Compte tenu des pressions importantes qui sont nécessaires lors de l'utilisation d'une telle unité hydrostatiqueà cylindrée variable dans une transmissionà dérivation de puissance pour véhicule automobile, les dimensions qu'il est nécessairede donnerà de tels dispositifsà actionneur rotatif ou encoreà de tels vérinsà double effet rendent leur inté-ration dans la transmission pratiquement impossible.

La présente invention a donc pour objet de permettre la commande de cylindrée d'une telle unité hydrostatique du typeà pistons axiaux et plateau inclinable, d'une manière telle que l'encombrement de l'unité hydrostatique équipée de son dispositif de commande de cylindrée soit le plus réduit possible.

A cet effet, l'unité hydrostatiqueà cylindrée variable selon la présente invention, du typeà pistons axiaux et plateau inclinable, comporte un dispositif de commande de cylindrée actionné par une pression de pilotage, comprenant deux vérins hydrauliques de positionnement et de compensationà simple effet, disposés de façonà agir sur le plateau inclinable en des zones sensiblement diamétralement opposées, et un circuit hydraulique d'alimentation des deux vérins de positionnement et de compensation, capable d'alimenter l'un des deux vérinsà la pression de refoulement de l'unité hydrostatique et l'autre vérin à une pressionde commande modulée pour commander l'inclinaison du plateau.

De cette manière, selon le mode de fonctionnement, l'un des vérins est capable de compenser le couple de basculement provoqué par les pistons de l'unité hydrostatique tandis que l'autre vérin est alimentéà une pression de commande modulée inférieureà la pression de refoulement, en vue de la variation de cylindrée.

Le circuit hydraulique d'alimentation des deux vérins de positionnement et de compensation comprend de préférence un distributeur inverseur capable d'inverser l'alimentation des deux vérinsà la pression de commande modulée, selon le sens de l'inclinaison du plateau.Le circuit hydraulique comprend également de préférence, pour ZD chaque vérin, un distributeur sélecteur capable d'alimenter sélectivement chacun des deux vérins,à la pression de refoulement de l'unité hydrostatique ouà la pression de commande modulée.

Dans un mode de réalisation avantageux, le plateau inclinable comporte deux excroissances latérales diamétralement opposées sur lesquelles viennent s'appuyer respectivement les tiges des deux vérins hydrauliques de positionnement et de compensation, par l'intermédiaire de patins de friction.

D'une manière générale, une transmissionà dérivation de puissance pour véhicule automobile du type comprenant un variateur hydrostatique comportera selon l'invention, deux unités hydrostatiqueà cylindrée variable telles que définies précédemment.

L'invention sera mieux compriseà l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation particulier prisà titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels: - la figure1 est une vue extérieure en bout d'une unité hydrostatiqueà cylindrée variable selon l'invention; - la figure 2 est une vue schématique en section selon 11-II de la figure1; et - la figure3 illustre schématiquement un exemple de circuit hydraulique pour l'alimentation des vérins de positionnement et de compensation.

Telle qu'elle est illustrée schématiquement sur les figures1 et 2, l'unité hydrostatiqueà cylindrée variable1 comprend onze pistons axiaux la montés dans un barillet 2 et coopérant avec un plateau inclinable3. Les différents pistons axiauxla se déplacent dans des logements cylindriques 4 qui sont en communication, lors de la rotation du barillet 2 et de l'ensemble des pistons1, avec deux lumières5 et6 en forme de haricot disposées circonférentiellement sur le trajet des alésages cylindriques 4 et pratiqués dans une glace de distribution13. La lumière6 joue le rôle d'orifice de refoulement, tandis que la lumière5 joue le rôle d'orifice d'alimentation pour le débit d'huile traversant l'unité hydrostatique.

Les différents pistons, tels que le piston la visible en coupe sur la figure 2, viennent s'appuyer sur le plateau incliné3 par l'intermédiaire de patins glissants7. D'une manière classique, les patins7 sont équilibrés par la pression de l'huile enfermée derrière le piston1 a dans le logement 4 correspondant et transmise au patin7 par le conduit8 traversant la tête sphérique9 du piston1 et communiquant par le conduit10 avec une zone de glissement11 située entre le patin7 etle plateau3. Le patin7 est maintenu autour de la tête sphérique9 par un logement en saillie 12 qui vient entourer la tête sphérique9 tout en pivotant par rapportà cette dernière, selon l'inclinaison du plateau3.

L'alimentation et le refoulementà haute pression par les lumières6 et5 se font par des conduits non représentés sur les figures, et aboutissant sur la glace de distribution13.

La variation de la cylindrée se fait par inclinaison du plateau3. A cet effet et selon la présente invention, la commande d'inclinaison du plateau3 est réalisée au moyen de deux vérins hydrauliques 14 et15 identiques età simple effet, ayantà la fois un rôle de positionnement du plateau inclinable3 et de compensation du couple de rappel provoqué par la haute pression de refoulement agissant sur un certain nombre de pistons la de l'unité hydrostatique1.

Les deux vérins 14,15 sont disposés de façon diamétralement opposée et agissent directement sur le plateau3, qui comporte deux excroissances latérales diamétralement opposées 14a et l5a visibles sur la fi-ure 1.

Chacun des vérins 14,15 comporte un piston16, 17 muni d'une extrémité sphérique18, 19 qui vient coopérer avec un patin de glissement 7 identique aux patins7 servant d'appui pour les différents pistons axiaux la. Ces patins de glissement7 sont également équilibrés de la même manière que ceux des pistons axiaux1 a, grâceà l'existence de conduits 20, 21 pratiqués dans les pistons16, 17 et de passages 22,23 pratiqués dans les patins7.

Les vérins 14,15 sont alimentés par des conduits 24,25 faisant partie d'un circuit hydraulique d'alimentation26 illustré sur la figure3. On n'a représenté sur la figure3 que le circuit de commande de la cylindrée de l'unité hydrostatique1, l'alimentation et le refoulementà haute pression n'ont pas été représentés.

Le circuit hydraulique26 comprend un distributeur inverseur27 constituéà titre d'exemple par une valveà quatre voies et trois positions commandée électriquement, capable d'inverser l'alimentation des deux vérins 14,15 selon le sens de l'inclinaison du plateau3, c'est-à-dire selon que l'unité hydrostatique1 fonctionne en pompe ou en moteur.

Le circuit hydraulique26 comprend également deux distributeurs sélecteurs28, 29, associés respectivement au vér-in 14 et au vérin15. Les deux distributeurs28, 29 sont réalisés dans l'exemple illustré sous la forme d'une valveà trois voies et deux positionsà commande électrique et retour par ressort.

Une pompe de gavage30 pompe l'huile de la bâche31 et vient alimenter par le conduit32 le distributeur inverseur27 qui dirige l'huile, soit sur le vérin 14 par le conduit33 à travers un distributeur d'arrêt 34 constitué par une valveà deux positions et deux voiesà commande électrique et rappel par ressort, soit vers le vérin15 par le conduit35 à travers un distributeur d'arrêt36 constitué par une valveà deux positions et deux voiesà commande électrique et retour par ressort.

La haute pression refoulée par l'unité hydrostatique1 fonctionnant en pompe ou alimentant l'unité hydrostatique1 fonctionnant en moteur, est également appliquéeà l'un des vérins 14,15.

Dans l'exemple illustré sur la figure1 qui correspondà la position du plateau3 illustrée sur la figure 2, le vérin 14 sertà compenser le couple de rappel provoqué par l'action de la haute pression dans la zone de refoulement de la lumière5 sur les pistons axiaux la se trouvant en face de la lumière5. A cet effet, le vérin de compensation 14 est également alimenté par la haute pression régnant dans l'unité hydrostatique1. L'huileà haute pression est en effet appliquée au vérin 14 par le conduit37 à travers le distributeur sélecteur28 en passant par les clapets anti-retour 38, 39. Deux clapets anti-retour 38 sont placés des deux côtés de l'unité hydrostatique1 pour tenir compte du sens de fonctionnement de l'unité hydrostatique. Dans ce mode de fonctionnement, le distributeur sélecteur 28 se trouve placé dans la position inverse de celle qui est représentée sur la figure3.

Au contraire, le vérin15 joue un rôle de pilotage de la variation de la cylindrée de l'unité hydrostatique1 en étant uniquement alimenté par la pression de commande modulée provenant de la pompe de gavage30. A cet effet, le distributeur sélecteur29 se trouve dans la position illustrée sur la figure3. La pression de commande est en pratique largement inférieureà la haute pression traversant l'unité hydrostatique1.

Lors d'un fonctionnement avec une inclinaison inverse du plateau3, les rôles respectifs des deux vérins 14 et15 sont inversés, la haute pression alimentant cette fois le vérin15 par l'intermédiaire des conduits 40 en traversant le distributeur sélecteur29 placé dans la position inverse de celle qui est représentée sur la figure3 età travers les clapets anti-retour 41 et 42.

On notera que la pression de commande modulée provenant de la pompe de gavage30 alimente également l'unité hydrostatique1 par le conduit 43 ou le conduit 44 en fonction du sens de rotation de ladite unité hydrostatique.

Par un choix convenable de la section des vérins de compensation et de positionnement 14,15, on comprend qu'il est possible d'équilibrer le couple de rappel provoqué par la haute pression agissant sur les pistons axiaux1 a dans le barillet 2. Le vérin 14 ou15 à simple effet ainsi alimentéà la haute pression de refoulement, permet de vaincre le couple résistant induit par les patins7 des pistons axiaux la dans la zone de refoulement. L'autre vérinà simple effet 14 ou15 connectéà la pression de commande modulée, permet de positionner le plateauà l'inclinaison souhaitée correspondantà la cylindrée recherchée, et ce de manière simple étant donné que le couple résistant est annulé par le premier vérin.

Les deux vérins 14,15 peuvent aisément être permutés dans leur fonction par action sur le distributeur sélecteur27, afin de réaliser le pilotage de l'inclinaison du plateau3 dans les deux sens d'inclinaison ZD dudit plateau.

L'utilisation des vérins 14 et15 sous la forme de vérinsà simple effet agissant de manière sensiblement diamétralement opposée sur le plateau inclinable3, permet de réduire sensiblement le diamètre de chacun des vérins 14,15 et de réaliser un ensemble présentant un encombrement réduit, acceptable pour son intégration dans une transmissionà dérivation de puissance pour véhicule automobile.

Claims

REVENDICAIUONS 1-Unité hydrostatiqueà cylindrée variable, du typeà pistons axiaux et plateau inclinable, utilisable en particulier comme pompe ou comme moteur dans un variateur hydrostatique d'une transmissionà dérivation de puissance pour véhicule automobile, comportant un dispositif de commande de cylindrée actionné par une pression de pilotage, caractérisée par le fait que le dispositif de commande de cylindrée comprend deux vérins hydrauliques (14,15) de positionnement et de compensationà simple effet, disposés de façonà agir sur le plateau inclinable(3) en des zones sensiblement diamétralement opposées, et un circuit hydraulique(26) d'alimentation des deux vérins de positionnement et de compensation, capable d'alimenter l'un des deux vérinsà la pressio n de refoulement de l'unité hydrostatique et l'autre vérinà une pression de commande modulée pour commander l'inclinaison du plateau. 2-Unité hydrostatiqueà cylindrée variable selon la revendication1, caractérisée par le fait que le circuit hydraulique d'alimentation des deux vérins de positionnement et de compensation comprend un distributeur inverseur(27) capable d'inverser l'alimentation des deux vérinsà la pression de commande modulée, selon le sens de l'inclinaison du plateau. 3-Unité hydrostatiqueà cylindrée variable selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le circuit hydraulique d'alimentation des deux vérins de positionnement et de compensation comprend, pour chaque vérin, un distributeur sélecteur(28, 29) capable d'alimenter sélectivement chacun des deux vérins,à la pression de refoulement de l'unité hydrostatique ouà la pression de commande modulée. 4-Unité hydrostatiqueà cylindrée variable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le plateau inclinable(3) comporte deux excroissances latérales (14a, l5a) diamétralement opposées sur lesquelles viennent s'appuyer respectivement les tiges des deux vérins hydrauliques (14,15) de positionnement et de compensation, par l'intermédiaire de patins de friction. 5-Transmission à dérivation de puissance pour véhicule automobile du type comprenant un variateur hydrostatique, caractérisée par le fait que le variateur hydrostatique comporte deux unités hydrostatiqueà cylindrée variable selon l'une quelconque des revendications précédentes.