FR2797230A1 - Chaine motrice - Google Patents

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FR2797230A1
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FR
France
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energy
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combustion engine
clutch
energy conversion
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FR0010053A
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English (en)
Inventor
Wolfgang Reik
Thomas Pels
Dierk Reitz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Original Assignee
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
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Publication date
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Abstract

L'invention concerne une chaîne motrice. Dans cette chaîne motrice (1) comportant un moteur à combustion interne (2), un élément mené (6) situé en aval du moteur à combustion interne dans le flux de force et une machine de conversion d'énergie (8) disposée entre le moteur à combustion interne et l'élément mené dans le flux de force et dans laquelle le moteur à combustion interne peut être découplé de l'élément mené et de la machine de conversion d'énergie par au moins un embrayage (4, 5), au moins un élément auxiliaire (9) est relié selon un flux de force à la machine (8) ou forme cette dernière. Application notamment à la chaîne motrice d'un véhicule automobile.

Description

L'invention concerne une chaîne motrice, notamment pour véhicules automobiles, comportant un moteur à combustion interne, un élément mené, tel qu'une boîte de vitesses, disposé en aval du moteur à combustion interne dans le flux de force, et une machine de conversion d'énergie, disposée entre le moteur à combustion interne et l'élément mené, le moteur à combustion interne pouvant être désaccouplé de l'élément mené et/ou de la machine de conversion d'énergie à l'aide d'un embrayage. Dans l'état de la technique une chaine motrice de ce type est formée par un moteur à combustion interne, une boîte de vitesses ainsi que, de préférence, un moteur électrique ou un volant d'inertie - désigné habituel lement sous l'expression de dispositif à inertie, qui peut en général être découplé d'une part du moteur à combustion interne et d'autre part de la boîte de vitesses, à l'aide de deux embrayages. Un tel dispositif permet par exemple de découpler le moteur à combustion interne, dans le cas du fonctionnement en poussée, et éventuellement de l'arrêter, auquel cas le dispositif à inertie absorbe de l'énergie par l'intermédiaire de la boîte de vitesses à partir des roues motrices, lorsque l'embrayage entre la boîte de vitesses et le dispositif à inertie est fermé, et éventuellement peut envoyer cette énergie à un accumulateur d'énergie. Le dispositif à inertie fonctionne en tant que machine de conversion d'énergie, qui, dans le cas de l'utilisation d'un moteur électrique, convertit l'énergie cinétique en une énergie élec trique ou, dans le cas de l'utilisation d'un volant d'inertie ou volant moteur, convertit cette énergie en énergie de rotation. L'énergie ainsi accumulée peut être disponible pour un nouveau démarrage du moteur à combustion interne ou pour un entraînement supplémentaire du véhicule dans le fonc tionnement en traction. Ce mode de fonctionnement de la chaîne motrice avec économie d'énergie, alors que le moteur à combustion interne est arrêté, présente un inconvénient important. Lorsque le moteur à combustion interne est à l'arrêt, des unités auxiliaires, qui sont logées habituellement sur l'extrémité du vilebrequin située à l'opposé de la boîte de vitesses, ne sont pas entraînées, c'est-à-dire que ces unités auxiliaires ne fonctionnent pas pendant l'arrêt du moteur à combustion interne. Ceci implique une sécurité réduite notamment dans le cas d'unités auxiliaires importantes du point de vue sécurité, par exemple des pompes d'assistance de direction, des pompes à vide pour l'amplificateur de la force de freinage, ainsi qu'une réduction du confort dans le cas d'unités auxiliaires, qui accroissent le confort, comme par exemple un compresseur de climatisation. C'est pourquoi il a été proposé des unités auxiliaires, qui peuvent fonc tionner en étant découplées du vilebrequin, par exemple au moyen d'une énergie électrique. De telles unités auxiliaires sont coûteuses et caracté risées principalement par une consommation assez élevée d'énergie. En outre dans le cas de véhicules comportant une machine de conver sion d'énergie, l'espace de montage est fréquemment très limité le long du vilebrequin, notamment dans le cas d'inserts transversaux avant du moteur à combustion interne.
C'est pourquoi l'invention a pour but de proposer une chaîne motrice, qui permet un fonctionnement avec économie d'énergie des unités auxi liaires, qui sont au moins importantes pour la sécurité ou déterminant le confort, et qui peut être fabriquée et peut fonctionner globalement à bon marché et en permettant une économie d'énergie. En outre l'invention a pour but de réduire l'espace axial de montage de la chaîne motrice.
Le problème est résolu à l'aide d'une chaîne motrice notamment pour véhicules automobiles, comportant un moteur à combustion interne, un élément mené, tel qu'une boîte de vitesses, disposé en aval du moteur à combustion interne dans le flux de force, et une machine de conversion d'énergie, disposée entre le moteur à combustion interne et l'élément mené, le moteur à combustion interne pouvant être désaccouplé de l'élé ment mené et/ou de la machine de conversion d'énergie à l'aide d'au moins un embrayage, caractérisée en ce qu'au moins une unité auxiliaire est reliée selon une liaison de force à la machine de conversion d'énergie ou forme cette machine.
Une telle chaîne motrice est équipée avantageusement de premiers et seconds embrayages, un embrayage séparant la machine de conversion d'énergie par rapport au moteur à combustion interne tandis que l'autre embrayage sépare la machine de conversion d'énergie, de l'élément mené. L'unité auxiliaire est au moins une unité importante du point de vue sécurité ou qui augmente le confort, par exemple une pompe ou un compresseur et/ou analogue. Ainsi par exemple une unité secondaire peut être une pompe d'assistance de direction, un amplificateur de la force de freinage ou une pompe à vide servant à alimenter un amplificateur de la force de freinage, un compresseur, par exemple un compresseur de climatisation. II est évident que d'autres unités auxiliaires peuvent être également incluses avantageusement dans le cadre de l'invention. En outre il peut être avan tageux d'installer une unité supplémentaire ou plusieurs unités supplémen taires de manière qu'elles coopèrent avec la machine de conversion d'énergie.
De préférence la machine de conversion d'énergie est disposée co- axialement autour de l'axe d'entraînement de la chaîne motrice, c'est-à-dire qu'elle peut être disposée coaxialement par rapport au vilebrequin ou coaxialement par rapport à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. II peut en outre être avantageux d'installer la machine de conversion d'énergie de manière que son axe soit approximativement parallèle à l'axe d'entraîne ment et de réaliser le flux de force entre l'axe d'entraînement et la machine de conversion d'énergie à l'aide d'un dispositif d'entraînement à courroie, d'un dispositif d'entraînement à moyen d'enveloppement, d'un dispositif d'entraînement à pignons ou analogue, par exemple par l'intermédiaire d'un dispositif d'entraînement à chaîne ou d'un engrenage. En outre il peut être avantageux de disposer également la ou les unités auxiliaires de manière que leurs axes soient parallèles à l'axe d'entraînement ou de réaliser une unité auxiliaire et la machine de conversion d'énergie par exemple coaxiale- ment sous la forme d'un ensemble composite. En outre, selon une idée conforme à l'invention, de la même manière que dans le cas du dispositif d'entraînement à courroie, plusieurs unités, par exemple la machine de conversion d'énergie et au moins une unité auxiliaire, peuvent être reliées entre elles selon une liaison de force par l'intermédiaire d'un dispositif d'entraînement à courroie, sur la face frontale du côté du vilebrequin situé à l'opposé de la boîte de vitesses. Si on arrête le moteur à combustion interne dans le cas du fonction nement en poussée, l'embrayage peut être ouvert en direction du dispositif à volant, comme la machine de conversion d'énergie, et une énergie cinétique du véhicule peut être transmise à cette machine, lorsque l'embra yage de raccordement à la boite de vitesses est fermé ou n'existe pas. La machine de conversion d'énergie peut alimenter en énergie la ou les unités auxiliaires et ce directement au moyen de cette énergie transmise et par convection, ou bien l'unité auxiliaire peut être entraînée directement en tant que machine de conversion d'énergie au moyen de l'énergie cinétique transmise qui peut conduire simultanément à un ralentissement du véhicule. II peut être avantageux à cet effet, en fonction de la poursuite désirée du déplacement - en raison d'une poursuite retardée du déplacement à cause de l'absorption d'énergie, ou bien en raison de la poursuite accélérée désirée du déplacement alors que le moteur à combustion interne est arrêté ou bien par exemple pour faire démarrer le moteur à combustion interne au moyen d'une machine de conversion d'énergie comme cela est connu en soi - d'ouvrir ou de fermer de façon correspondante le ou les embrayages entre le moteur à combustion interne et la machine de conversion d'énergie ou bien un second embrayage, dans le cas où ce dernier est prévu entre la machine de conversion d'énergie et la boîte de vitesses. En plus de l'alimentation de la ou des unités auxiliaires, il peut être avantageux d'utili ser la machine de conversion d'énergie pour convertir l'énergie cinétique en une autre forme d'énergie. Cette forme d'énergie peut être notamment une énergie de rotation, par exemple lorsqu'on utilise un volant comme machine de conversion d'énergie ou une énergie électrique, lorsqu'on utilise comme machine de conversion d'énergie un moteur électrique, ou par exemple une énergie thermodynamique, lorsqu'on utilise comme machine de conversion d'énergie un compresseur, qui par exemple comprime un gaz critique, ou une pompe à vide et/ou analogue. II est évident que la machine de conver sion d'énergie peut délivrer l'énergie préparée à un accumulateur agencé de façon correspondante et/ou une unité auxiliaire, par exemple un compres seur de climatisation, peut également accumuler de l'énergie et peut éventuellement introduire à nouveau cette énergie dans l'ensemble du système de la chaîne motrice. Un exemple de réalisation avantageux concerne une chaîne motrice comportant une boîte de vitesses à moyen d'enveloppement, réglable d'une manière variable (connue par ailleurs sous le sigle "CVT"), dont la démultiplication est réglée par l'intermédiaire d'ensembles de poulies, qui sont réglable à l'aide d'une pompe hydraulique - comme cela a été expliqué dans le document allemand DE 199 23 851. De telles pompes hydrauliques sont entraînées fréquemment par l'intermédiaire d'un arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Si au moins un embrayage est prévu entre la machine de conversion d'énergie et le moteur à combustion interne, lorsque cet embrayage est à l'état ouvert, par exemple pendant la récupération ou pendant l'entraînement du véhicule automobile, la pompe hydraulique peut être entraînée au moyen d'une machine de conversion d'énergie. La coopération entre la pompe hydraulique en tant qu'unité auxiliaire au sens de la présente invention et la machine de conversion d'énergie peut être un dispositif d'entraînement à courroie ou à chaîne, possédant avantageuse ment également une transmission réglable de façon variable, un système de liaison à pignons, un dispositif d'entraînement à galets de friction ou une boîte de vitesses à branchement de couple. Cet exemple de réalisation comportant un autre embrayage entre la boîte de vitesses CVT et la machine de conversion d'énergie peut être particulièrement avantageux de sorte que la machine de conversion d'énergie peut entraîner la pompe hydraulique lorsque les embrayages sont à l'état ouvert et/ou glissant, et ce indépendamment des vitesses de rotation de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et du vilebrequin, et par conséquent on peut obtenir un fonction nement avantageux de ces embrayages notamment avec une démultiplica tion réglable entre la pompe hydraulique et la machine de conversion d'énergie. Un aspect peut consister par exemple à accélérer la masse d'inertie de la machine de conversion d'énergie lors du freinage du véhicule automobile et d'entraîner la pompe hydraulique avec une énergie de rotation pendant un arrêt du véhicule. II est évident que pendant cette phase, une énergie électrique peut être obtenue à partir de l'énergie de rotation, ou une énergie électrique peut être convertie en une énergie de rotation, en particulier lorsqu'il faut prévoir un arrêt assez long du véhicule. Il peut en résulter par exemple l'avantage consistant en ce que, lors du démarrage pour de faibles vitesses de rotation du moteur à combustion interne, on dispose d'une pression suffisante pour le réglage des ensembles de poulies et par conséquent de la démultiplication au moyen de la pression produite par la pompe hydraulique, et globalement un moteur à combustion interne peut convertir une puissance plus importante, lors du processus de démarrage, pour l'entraînement. Selon une autre caractéristique de l'invention, lors du fonctionnement en poussée du véhicule automobile, le moteur à combustion interne est arrêté et éventuellement la ou les unités auxiliaires fonctionnent à l'aide d'une énergie fournie par la machine de conversion d'énergie. Selon une autre caractéristique de l'invention, lors du fonctionnement en poussée, le premier et/ou le second embrayages est/sont ouvert(s). Selon une autre caractéristique de l'invention, lors du fonctionnement en poussée, alors que le second embrayage est fermé, la machine de conversion d'énergie (8) convertit une énergie cinétique du véhicule automobile en une autre forme d'énergie. Selon une autre caractéristique de l'invention, la machine de conver sion d'énergie échange de l'énergie avec au moins une unité auxiliaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, le véhicule est décéléré par absorption de puissance de la machine de conversion d'énergie. Selon une autre caractéristique de l'invention, la puissance absorbée par la ou les unités auxiliaires est stockée en tant qu'énergie thermo dynamique. Selon une autre caractéristique de l'invention, la puissance reçue par la ou les unités auxiliaires est utilisée pour comprimer un gaz critique. Selon une autre caractéristique de l'invention, la machine de conver sion d'énergie est formée par un moteur électrique, qui convertit une énergie cinétique et une énergie électrique l'une en l'autre. Selon une autre caractéristique de l'invention, la machine de conver sion d'énergie convertit au moins une énergie cinétique et une énergie de rotation l'une en l'autre. Selon une autre caractéristique de l'invention, la machine de convers ion d'énergie est reliée à un accumulateur qui reçoit et/ou délivre une énergie électrique, une énergie de rotation et/ou une énergie thermo dynamique. Selon un autre aspect, l'invention concerne une chaîne motrice, notamment pour véhicules automobiles, comportant un moteur à combus tion interne, un élément mené tel qu'une boîte de vitesses, disposé en aval du moteur à combustion interne dans le flux de force, et une machine de conversion en énergie disposée dans le flux de force entre le moteur à combustion interne et l'élément mené, et dans laquelle le moteur à combustion interne peut être découplé de l'élément mené au moyen d'un embrayage de commutation, et de la machine de conversion d'énergie, au moyen d'un embrayage de séparation, les deux embrayages sont actionnés chacun à l'aide d'un dispositif de débrayage et au moins le dispositif de débrayage de l'embrayage est formé par un cylindre récepteur hydraulique, qui peut être chargé au moyen d'un fluide sous pression par un maître- cylindre par l'intermédiaire d'une canalisation de pression, caractérisé en ce qu'au moins une partie d'une canalisation de pression est guidée dans l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la Figure 1 représente l'agencement schématique d'une chaîne motrice selon l'invention ; - les Figures 2 et 3 représentent une coupe longitudinale de deux exemples de réalisation d'une chaîne motrice dans une zone située entre les deux embrayages séparant la machine de conversion d'éner gie du moteur à combustion interne et de la boîte de vitesses ; et - la Figure 4 représente un détail d'un dispositif de débrayage, qui est modifié par rapport à l'exemple de réalisation de la Figure 3.
La Figure 1 représente une chaîne motrice 1 comportant un moteur à combustion interne 2, qui peut être relié par l'intermédiaire d'un arbre d'entraînement tel qu'un vilebrequin 3, un arbre d'entrée 7 d'une boîte de vitesses 6. Une unité à inertie 11, qui est formée par l'unité auxiliaire 9 et la machine de conversion d'énergie 8, est disposée de manière à pouvoir être découplée au moyen de deux embrayages 4, 5, dans le flux de force présent entre les deux arbres 3, 7. Le moteur à combustion interne 2 peut être un moteur à pistons connu en soi comportant plusieurs cylindres, de préférence deux à huit cylindres disposés en ligne et en V, la gestion du moteur pouvant être raccordée sur le mode de fonctionnement avec l'unité à inertie 11. Le moteur 2 peut fonctionner dans le mode de fonctionnement démarrage/ arrêt - en fonction du fonctionnement en traction et du fonctionnement en poussée - et le véhicule peut fonctionner selon un mode de marche par inertie. L'unité à inertie 11 peut être utilisée pour réaliser l'entraînement seul ou assisté par le moteur 3, récupérer et faire démarrer le moteur au moyen du démarrage direct ou d'un démarrage par impulsions. En particulier, dans le cas de l'absence de l'embrayage 4, la machine comporte des moyens pour réduire le couple de traction, par exemple des soupapes situées dans la chambre de combustion et qui peuvent être ouvertes, dans le fonctionnement en poussée, au moins de telle sorte que le moteur 2 peut être entraîné avec un couple de traction réduit de façon correspondante, sans l'embrayage 4, lorsque l'unité à inertie 11 est entraînée au moyen de l'énergie cinétique du véhicule. Les deux embrayages 4, 5 peuvent être des embrayages à friction et/ou des embrayages de transmission à formes complémentaires, ces embrayages pouvant être commandés ou enclenchés et désenclenchés de façon automatique, par exemple à l'aide d'un système à maitre-cylindre et cylindre récepteur, d'une manière hydraulique ou pneumatique, le maître- cylindre pouvant être entraîné par un moteur électrique. En particulier dans le cas de véhicules d'un prix intéressant, il peut être également avantageux d'actionner manuellement au moins un embrayage, de préférence l'embra yage de changement de vitesse 5. Dans cet exemple de réalisation, l'unité à inertie 11 est équipée, en tant que moteur électrique 8, d'un rotor 8a et d'un stator 8b disposés radialement à l'extérieur et montés de façon fixe sur le boîtier et qui est reliée au moyen d'un système de liaison active 10 selon une liaison de force à une unité auxiliaire 9. Par conséquent dans le cas de cet exemple de réalisation il s'agit d'une forme mixte, dans laquelle l'unité secondaire 9 est disposée de telle sorte que son axe est parallèle au vilebrequin 3 ou à l'arbre d'entrée 7 de la boîte de vitesses et que le moteur électrique en tant que machine de conversion d'énergie 8 est disposé coaxialement au vilebrequin 3 ou à l'arbre d'entrée 7 de la boîte de vitesses. II est évident que les deux unités - unité auxiliaire 9 et moteur électrique 8 - peuvent être disposées conjointement coaxialement à l'arbre d'entrée 7 de la boîte de vitesses ou au vilebrequin 3 notamment pour réduire l'espace axial de montage, ou bien le moteur électrique 8 peut être disposé au moyen de son système de liaison active 10 de telle sorte que son axe est parallèle au vilebrequin 3. L'unité auxiliaire 9 est indiquée à titre représentatif pour une unité auxiliaire importante pour la sécurité et/ou produisant un confort, et également plusieurs unités peuvent être reliées directement selon une liaison de force à la machine de conversion d'énergie 8 et forment ainsi l'unité à inertie 11. II peut être particulièrement avantageux, notamment lorsqu'il faut utiliser la géométrie d'une chaîne motrice déjà existante, que pour loger l'unité auxiliaire on utilise la place qui était réservée à l'origine pour un démarreur. L'unité auxiliaire 9 peut être prévue en tant que pompe et/ou compresseur par exemple pour la production d'une pression ou d'une dépression pour des installations de climatisation, des dispositifs d'assis tance de direction, un amplificateur de la force de freinage et analogue.
La liaison active 10 est agencée avantageusement sous la forme d'un dispositif d'entraînement à courroie, mais peut être également une liaison à pignons, une transmission à l'aide de moyens d'enroulement avec une démultiplication réglable d'une manière variable.
La boîte de vitesses 6, qui peut être reliée à l'unité à inertie 11 à l'aide du volant 5, peut être une boîte de vitesses à commutation manuelle, qui peut être automatisée par exemple à l'aide d'un système d'actionneur correspondant, ou bien une boîte de vitesses automatique, comme par exemple une boîte de vitesses automatique à échelons, une transmission utilisant un moyen d'enveloppement (transmission CVT) ou une trans mission CVT à branchement de puissance. La boîte de vitesses 6 transmet le couple, qui est introduit par le moteur à combustion interne 2 ou par l'unité à inertie<B>11,</B> aux roues motrices - non représentées - et envoie l'énergie cinétique du véhicule éventuellement depuis les roues motrices par l'intermédiaire de la boîte de vitesses 6 et de l'arbre d'entrée 7 de la boîte de vitesses, à l'unité à inertie 11, où elle est convertie par l'unité de conver sion d'énergie par exemple en une énergie de rotation, une énergie thermodynamique et/ou - comme cela est ici représenté - en une énergie électrique à l'aide d'un moteur électrique 8 et est stockée dans un accumulateur d'énergie - non représenté - convenant à cet effet.
L'unité auxiliaire 9 et éventuellement, dans des formes de réalisation correspondantes, d'autres unités auxiliaires peuvent être reliées par une démultiplication différente entre elles et par rapport à la machine de conversion d'énergie 8 par l'intermédiaire de la liaison active 10. La ou les unités auxiliaires 9 et/ou la machine de conversion d'énergie 8 peuvent être pourvues d'une boîte de vitesses qui de préférence est à commutation automatique, auquel cas une commutation de la boîte de vitesses entre au moins deux échelons différents de démultiplication peut s'effectuer entre au moins deux étages différents de démultiplication, par exemple en fonction du couple appliqué, de la direction du couple et/ou de la vitesse de rotation de la machine de conversion d'énergie 8, de l'unité auxiliaire 9, du vilebrequin 3 et/ou de l'arbre d'entrée 7 de la boîte de vitesses. Une telle boîte de vitesses en tant que système de liaison active entre l'unité auxiliaire 9 et la machine de conversion d'énergie 8 est expliquée et décrite dans la demande de brevet allemand DE 5 199 41 705.9. En outre il peut être avantageux de détecter et d'exploiter, au moyen d'une unité de commande, au moins l'un des paramètres tels que par exemple la vitesse de rotation de la machine de conversion d'énergie 8, de l'unité auxiliaire 9, des arbres 3, 7 et/ou de leurs couples et/ou sens de rotation, à l'aide d'un capteur correspondant et de commander la boîte de vitesses au moyen d'une stratégie de commutation correspondante. Un exemple particulièrement avantageux est celui dans lequel une boîte de vitesses selon le document allemand DE 199 41 705.9 (comme indiqué par exemple sur la Figure 4) est montée sur le vilebrequin 3, l'arbre 12 de l'unité à inertie 11 ou de l'arbre d'entrée 7 de la boîte de vitesses et oû la machine de conversion d'énergie 8 est agencée sous la forme d'un moteur électrique, l'unité auxiliaire 9 étant reliée par l'intermédiaire du système de liaison active 10 à la boîte de vitesses, et la boîte de vitesses possédant une position neutre qui peut être commandée avantageusement de façon ciblée. Lorsque le moteur à combustion interne 2 est arrêté, la boîte de vitesses est amenée dans la position neutre et l'unité auxiliaire 9 est entraînée par le moteur électrique 8 indépendamment des démultipli cations fixées par avance dans la boîte de vitesses, au niveau de son point optimum de fonctionnement ou de sa vitesse de rotation nominale. La Figure 2 représente un exemple de réalisation du dispositif à inertie il, sous la forme d'une coupe longitudinale. Un disque d'inertie 20 est fixé au vilebrequin 3 du moteur à combustion interne non représenté de façon détaillée, à l'aide des vis 21, ce disque d'inertie comportant, dans la zone de son axe de rotation, un bout d'arbre 22 qui s'élargit axialement et sur lequel est monté solidairement en rotation, et ce au moyen d'une denture 22a, un disque d'embrayage 23 qui transmet le couple, introduit par le moteur à combustion interne, à une unité à inertie rotative en forme de disque 24, qui constitue simultanément le support du rotor 8a du moteur électrique 8 lorsque l'embrayage 4 est enclenché.
Le moteur électrique 8 est utilisé comme machine de conversion d'énergie dans l'exemple de réalisation représenté et comporte, en dehors du rotor 8a, un stator 8b, qui est logé d'une manière bloquée en rotation sur une partie 25 du carter. La partie 25 du carter est reliée d'un côté à la cloche 26 de la boîte de vitesses, comporte des canalisations de refroidis sement 25a pour le refroidissement du moteur électrique 8 et reçoit, sur l'autre côté tourné vers le moteur à combustion interne, une partie en forme de disque 27 sur laquelle le support 24 du rotor peut tourner au moyen d'une partie formant palier 28 reliée par exemple par vissage, et sur laquelle est logé le dispositif de débrayage 29 pour l'embrayage 4. L'embrayage 4 est agencé sous la forme d'un embrayage à friction constitué par un plateau de pression 30 monté fixe axialement sur le rotor 8a, et un plateau de pression 31 pouvant être décalé axialement et qui est fixé à l'aide de ressorts à lame 32 sur le rotor 8a ou sur le plateau de pression 30, les garnitures de friction 32 du disque d'embrayage 23 étant déplacées axialement pour être amenées à engrener par friction, à l'encontre de l'action de l'accumulateur d'énergie 33, qui agit axialement, est chargé par le système de débrayage 29 et prend appui entre un plateau de pression 31 déplaçable axialement et une petite bride 34 reliée de façon fixe au porte-rotor 24, lorsque l'embrayage 4 est dégagé à l'aide du dispositif de débrayage 29. Le plateau de pression 30, qui est relié solidairement en rotation au rotor 8a, forme simultanément le plateau de pression du second embrayage 5, dans le plateau de pression correspondant 35, qui peut être décalé axia- lement, et est monté solidairement en rotation sur le boîtier d'embrayage 37 à l'aide de ressorts à lame 36. Le couvercle d'embrayage 37 est relié radialement de façon fixe au plateau de pression 30 radialement à l'exté rieur du plateau de pression 35. Le plateau de pression 35 est serré axialement contre le plateau de pression 30 au moyen de l'accumulateur d'énergie 38 qui agit axialement qui ici prend appui axialement en tant que ressort Belleville entre le plateau de pression 35 et le couvercle 37 de l'embrayage et est chargé par le dispositif de débrayage 39, ce qui a pour effet que le disque d'embrayage 40, qui est relié solidairement en rotation à l'arbre d'entrée 5 de la boîte de vitesses, peut être relié au rotor 8a au moyen d'un engrènement par friction des garnitures de friction 41.
La poulie 42, sur laquelle circule une courroie plate 43 qui entraîne l'autre poulie 44 ou, dans d'autres formes de réalisation, plusieurs poulies 44 d'unités auxiliaires 9, est reliée de façon fixe au couvercle 37 de l'embrayage. L'unité auxiliaire 9, qui peut être disposée avantageusement à l'extérieur du carter 26 dans un espace de montage agencé initialement pour le démarreur, est indiquée seulement schématiquement sur la Figure 2 et peut être un processeur de climatisation, une pompe d'assistance de direction et analogue et est reliée de façon fixe aux parties 25, 26 et/ou 27 du carter. La démultiplication, qui est prévue au moyen de la courroie 43 et de la poulie 42, 44, est conçue pour une gamme appropriée des vitesses de rotation de l'unité auxiliaire et peut être située au voisinage d'une dé multiplication i = 1. II est évident que les deux dispositifs de débrayage 29, 39 peuvent être situés dans une position, dans laquelle deux organes de débrayage séparés, imbriqués radialement l'un dans l'autre ou en particulier un seul organe de débrayage actionne les deux embrayages 4, 5, qui sont conçus à cet effet de façon correspondante. De telles formes de réalisation sont décrites dans la demande de brevet allemand DE 199 25 332.3, et peuvent avantageusement être couplées à l'unité auxiliaire, de la manière décrite ici L'unité auxiliaire 9 peut être notamment un compresseur de climati sation, qui ferme d'une manière étanche, dans le mode en poussée, un gaz critique, par exemple du gaz carbonique, de l'ammoniac, des composés d'hydrocarbures fluorés ou analogues, de sorte que l'unité auxiliaire peut agir en tant qu'accumulateur d'énergie thermodynamique et peut continuer d'assurer la climatisation de l'habitacle du véhicule dans le cas où le moteur à combustion interne est arrêté.
Le fonctionnement du dispositif à inertie 11 de la Figure 2 est le sui vant : le moteur électrique 8 fait démarrer le moteur à combustion interne démarre à l'arrêt, par exemple au moyen d'un démarrage direct alors que l'embrayage 4 est fermé et que l'embrayage 5 est ouvert et/ou que la boîte de vitesses est dans la position neutre sélectionnée ou bien au moyen d'une accélération du rotor 8a alors que les embrayages 4, 5 sont ouverts, et moyennant la fermeture ultérieure de l'embrayage 4.
Dans le fonctionnement en traction, le moteur à combustion interne entraîne le véhicule par l'intermédiaire du vilebrequin 3, lorsque l'embrayage 4 est fermé, que l'embrayage 5 est fermé et qu'une vitesse est engagée ou qu'un étage de vitesse est sélectionné. Dans le cas où l'accumulateur d'énergie est suffisamment rempli, l'unité à inertie 11 peut assister en supplément l'entraînement, par exemple par l'introduction d'une énergie de rotation du porte-rotor 24 équipé du rotor 8a ou bien par entraînement au moyen du moteur électrique 8. Sinon le moteur à combustion interne peut entraîner le moteur électrique 8, ce qui a pour effet que cette énergie électrique est délivrée à un accumulateur d'énergie. L'unité auxiliaire 9 est entraînée dans les deux cas. Dans le fonctionnement en poussée, alors que l'embrayage 4 est ouvert et que l'embrayage 5 est fermé, le moteur à combustion interne est arrêté et le cas échéant une énergie cinétique des roues motrices est envoyée par l'intermédiaire de la transmission au dispositif à inertie 11, qui, en fonction d'un rendement optimum, utilise ce couple pour faire fonc tionner la ou les unités auxiliaires 9 et/ou pour produire d'autres formes d'énergie dans l'unité auxiliaire 9, pour produire une énergie électrique au moyen du moteur électrique 8 ou pour accumuler une énergie de rotation dans le porte-rotor 24 et dans le rotor 8a, ce qui permet un freinage du véhicule (récupération). On peut obtenir une décélération supplémentaire éventuellement à l'aide des freins du véhicule. Pour les déplacements de marche arrière, de marche par inertie, une marche avant à allure modérée ou analogue, on peut utiliser l'énergie de rotation accumulée, alors que l'embrayage 4 est ouvert et que l'embrayage 5 est fermé, pour le démarrage ou pour la conduite. Sinon ou en supplé ment, le moteur électrique 8 peut entraîner le véhicule. Pour le démarrage du moteur à combustion interne, l'embrayage 4 est fermé. Pour réduire un à-coup lors d'un nouveau démarrage du moteur à combustion interne pendant la phase de démarrage on peut brancher en supplément en tant que système auxiliaire pour le démarrage le moteur électrique 8 et faire fonctionner, en supplément ou à titre de remplacement, l'unité auxiliaire pendant un bref intervalle de temps avec une faible consommation de puissance. Ceci s'effectue par exemple à l'aide d'un découplage de l'unité auxiliaire par rapport à la chaîne motrice ou par exemple à l'aide d'une aération de brève durée de la pompe ou de la pompe à vide.
La chaîne motrice 1 indiquée à titre d'exemple sur la Figure 1 et comportant le dispositif à inertie 11 pris à titre d'exemple sur la Figure 2 peut comporter des dispositifs d'amortissement avantageux correspondants servant à amortir des oscillations de rotation du moteur à combustion interne. Ainsi - comme cela est représenté - le disque d'embrayage 23 peut contenir un amortisseur d'oscillations de torsion 23a connu en soi. En supplément ou à titre de variante, en fonction des exigences requises, le disque d'embrayage 40 peut comporter un amortisseur d'oscillations de torsion ou au moins un dispositif 40a s'opposant à un décalage d'axe du vilebrequin 3 et de l'arbre d'entrée 7 de la boite de vitesses. En outre il peut être avantageux d'utiliser l'action d'amortissement de deux masses pouvant tourner l'une par rapport à l'autre en sens opposé de l'action d'au moins un accumulateur d'énergie pouvant agir dans la direction circonférentielle, auquel cas par exemple le plateau de pression 30 et le porte-rotor 29 équipé du rotor 8a peuvent être entraînés en rotation en tant que masses d'inertie l'un par rapport à l'autre et à l'encontre de l'action de l'accumu lateur d'énergie 23b.
Pour l'amortissement d'oscillations axiales et d'oscillations de flexion du vilebrequin 3, on peut prendre les dispositions pour amortir ces oscil lations et par conséquent on peut agencer de manière qu'elle soit élastique- ment axiale la partie formant disque 20 et/ou notamment le disque d'embrayage 23 réalise un amortissement et/ou une isolation vis-à-vis d'oscillations axiales. Pour réduire l'espace de montage axial, il peut être en outre avantageux de loger le plateau de pression 30 radialement à l'intérieur du rotor 8a pour un agencement correspondant des surfaces de frottement ou bien de disposer la poulie 42 dans la zone de la circonférence extérieure du couvercle 37 de l'embrayage, auquel cas il peut être avantageux de choisir le diamètre du plateau de pression 30 de manière qu'il soit aussi faible que possible.
La Figure 3 représente un exemple de réalisation d'un dispositif à inertie 111, qui, du point de vue du principe, est identique à l'exemple de réalisation 11 de la Figure 2 et en diffère, du point de vue de l'agencement de construction, comme cela va être décrit ci-après. La poulie 142 destinée à recevoir la courroie 143 est formée directement dans le couvercle 137 de l'embrayage approximativement à la même hauteur, extérieurement du point de vue radial ainsi qu'axialement, que la plaque de pression 135 déplaçable axialement de l'embrayage 105, qui agit dans le flux de force entre le moteur électrique 108 et l'arbre d'entrée 107 de la boîte de vitesses et qui délivre le couple, qui est introduit par l'intermédiaire du vilebrequin 103 et/ou de la machine de conversion d'énergie 8, à l'aide du disque d'embrayage 140 à l'arbre d'entrée 107 de la boîte de vitesses et qui est actionné par le dispositif de débrayage 139 représenté seulement de façon schématique. Le soutien du moteur électrique est réalisé par l'intermédiaire d'un porte-rotor 124 pouvant tourner à l'aide du palier 107a sur l'arbre d'entrée 107 de la boîte de vitesses. Le disque d'embrayage 123 équipé d'un dispositif d'amortissement 123a est monté solidairement en rotation sur le porte-rotor 124. Le plateau de pression 30, qui sur la Figure 2 agit d'un seul tenant pour les deux embrayages 4, 5, est divisé dans l'exemple de réalisation 111, le plateau de pression 130a étant fixé à une partie de bride 130 et le plateau de pression 131, qui est logé de manière à être déplaçable axialement et en étant bloqué en rotation sur cette partie de bride ou sur le plateau de pression 130a, comportant une partie secondaire servant à former un volant d'inertie à deux masses, dont la masse principale 103a est fixée au vilebrequin 103, la masse primaire 103a et la masse secondaire pouvant tourner l'une par rapport à l'autre à l'encontre de l'action de l'accumulateur d'énergie, comme par exemple des ressorts hélicoïdaux<B>160</B> répartis sur la périphérie, et la partie formant bride 161 utilisée comme un dispositif de charge 161a situé côté secondaire charge l'accumulateur d'énergie 160 au niveau d'une extrémité et la partie primaire 103a charge l'accumulateur d'énergie au niveau de son autre extrémité côté circonférentiel, par exemple à l'aide de logements emboutis - non représen tés. La partie principale 103a et la bride 161 peuvent être coudées ou repliées axialement - comme représenté - au niveau de leur extrémité exté rieure et être disposées à proximité du contour extérieur du moteur électrique 108. Avantageusement le dispositif de débrayage ici prévu 170 est représenté ici seulement de façon schématique, et notamment peut être avantageux pour toutes les chaînes motrices comportant deux embrayages. Les systèmes de débrayage connus jusqu'alors doivent être commandés de deux côtés - le côté boîte de vitesses et le côté moteur - ou bien la commande de l'embrayage situé côté moteur doit être réalisée au moyen de traversées complexes à travers l'embrayage situé côté boîte de vitesses. Le dispositif de débrayage 170 est par conséquent actionné par voie hydraulique, auquel cas un dispositif d'amenée 171, qui est fixé sur le carter 126 de la boite de vitesses, pour le fluide sous pression amené du maître cylindre 172 par l'intermédiaire de la canalisation d'amenée 172a, est monté sur l'arbre d'entrée 107 de la boîte de vitesses et est étanchéifié par rapport à ce dernier à l'aide de garnitures d'étanchéité 173. Dans l'arbre d'entrée 107 de la boîte vitesses est prévu un perçage 174 pourvu d'un perçage d'entrée 175 et d'un perçage de sortie 176 et qui forme dans cette partie la canalisation d'amenée du fluide comprimé. Â hauteur de l'axe du perçage de sortie 176, le perçage 174 est fermé par un bouchon 177, et un vérin de débrayage 178 est logé de manière à pouvoir tourner sur l'arbre d'entrée 107 de la boïte de vitesses et est étanchéifié par rapport à ce dernier au moyen des garnitures d'étanchéité 179. Le piston de débrayage 180 est déplaçable axialement en fonction de la pression appliquée au maître- cylindre 172 et charge, par l'intermédiaire de la butée de débrayage 187, le ressort Belleville 133, qui prend appui axialement contre une partie du couvercle 134 de l'embrayage, qui est représenté seulement schématique ment, et écarte le plateau de pression 131 et réalise ainsi le processus de désaccouplement de l'embrayage 104. Le support externe du cylindre de débrayage s'effectue ici au niveau du palier pilote 182.
II est évident que la canalisation de pression, qui s'étend dans l'arbre d'entrée de la boite vitesses, peut être avantageusement équipé de n'importe quelle autre forme de réalisation d'un cylindre récepteur pour actionner un embrayage disposé axialement entre le vilebrequin et un autre embrayage. La Figure 4 représente un détail modifié de l'unité à inertie 111 de la Figure 3 comportant un dispositif de débrayage 270, dont le cylindre de débrayage 278 est disposé de manière à pouvoir tourner autour de l'arbre d'entrée 207 de la boite de vitesses et est fermé de façon étanche au moyen des garnitures d'étanchéité 279. Le cylindre de débrayage 278 est relié d'une manière bloquée en rotation à la partie secondaire 230 et tourne par conséquent à la même vitesse de rotation que l'embrayage (voir 104, Figure 3) et par conséquent également au ressort Belleville 233, de sorte que l'on peut supprimer une butée de débrayage entre le piston 280 et le ressort Belleville 233. Les revendications introduites avec la demande sont des propositions de formulation, sans préjudice de l'obtention d'une protection par brevet qui continue. La demanderesse se réserve le droit de revendiquer encore d'autres caractéristiques ou combinaisons de caractéristiques, qui ne sont jusqu'ici exposées que dans la description et/ou les dessins.
Des références utilisées dans les sous-revendications concernent la poursuite du développement de l'objet de la revendication principale grâce aux caractéristiques des sous-revendications respectives ; il ne faut pas les considérer comme un renoncement à l'obtention d'une protection autonome de l'objet des caractéristiques ou combinaisons de caractéristiques des sous-revendications concernées.
Étant donné que les objets des sous-revendications peuvent constituer au regard de l'état de la technique à la date de priorité attachée à la présente demande, des inventions propres et indépendantes, la deman deresse se réserve le droit d'en faire l'objet d'autres revendications indépendantes ou de demandes divisionnaires. Ces objets peuvent en outre également contenir des revendications indépendantes qui représentent une configuration indépendante des objets des sous-revendications précédentes.
Les exemples de réalisation ne doivent pas être considérés comme une limitation de l'invention. Au contraire de nombreux changements et modifications sont possibles dans le cadre de l'invention telle que présen tement exposée, et notamment des variantes, éléments et combinaisons et/ou matières qui sont par exemple inventives par combinaison ou transformation des caractéristiques ou éléments ou étapes de procédé décrits dans la description générale et les modes de réalisation ainsi que les revendications et contenus dans les dessins, et qui conduisent par des caractéristiques combinables, à de nouveaux objets ou à de nouvelles étapes de procédé ou séquences d'étapes de procédé, également dans la mesure où elles concernent également des procédés de fabrication, de vérification et de travail.

Claims (17)

<U>REVENDICATIONS</U>
1. Chaîne motrice, notamment pour véhicules automobiles, comportant un moteur à combustion interne, un élément mené, tel qu'une boîte de vitesses, disposé en aval du moteur à combustion interne dans le flux de force, et une machine de conversion d'énergie, disposée entre le moteur à combustion interne et l'élément mené, le moteur à combustion interne pouvant être désaccouplé de l'élément mené et/ou de la machine de conversion d'énergie à l'aide d'au moins un embrayage (4,5), caractérisée en ce qu'au moins une unité auxiliaire (9) est reliée selon une liaison de force à la machine de conversion d'énergie ou forme cette machine.
2. Chaîne motrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que la machine de conversion d'énergie (8) peut être découplée du moteur à combustion interne au moyen d'un premier embrayage et peut être décou plée de l'élément mené (6) par l'intermédiaire d'un second embrayage.
3. Chaîne motrice (1) selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la ou les unités auxiliaires (9) sont une pompe, un compresseur et/ou un dispositif analogue.
4. Chaîne motrice selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la machine de conversion d'énergie (9) est montée coaxialement autour d'un arbre d'entraînement (3,7) de la chaîne motrice ou parallèlement à cet axe.
5. Chaîne motrice selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'au moins une unité auxiliaire (9) est montée coaxiale- ment à l'axe d'entraînement (3,7) et/ou parallèlement à cet axe.
6. Chaîne motrice selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la machine de conversion d'énergie (8) montée de telle sorte que son axe est parallèle à l'axe d'entraînement et/ou au moins une unité auxiliaire montée de telle sorte que son axe est parallèle à l'axe d'entraînement, sont reliées selon une liaison de force à un arbre d'entrai- nement de la chaîne motrice au moyen d'un système d'entraînement (10) d'un moyen d'enveloppement ou au moyen d'une denture frontale.
7. Chaîne motrice selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que lors du fonctionnement en poussée du véhicule automobile, le moteur à combustion interne (2) est arrêté et éventuel lement la ou les unités auxiliaires (9) fonctionnent à l'aide d'une énergie fournie par la machine de conversion d'énergie.
8. Chaîne motrice (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que lors du fonctionnement en poussée, le premier et/ou le second embrayages est/sont ouvert(s).
9. Chaîne motrice selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que lors du fonctionnement en poussée, alors que le second embrayage (5) est fermé, la machine de conversion d'énergie (8) convertit une énergie cinétique du véhicule automobile en une autre forme d'énergie.
10. Chaîne motrice selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la machine de conversion d'énergie (8) échange de l'énergie avec au moins une unité auxiliaire (9).
11. Chaîne motrice (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le véhicule est décéléré par absorption de puis sance de la machine de conversion d'énergie (8).
12. Chaîne motrice (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que la puissance absorbée par la ou les unités auxiliaires (9) est stockée en tant qu'énergie thermodynamique.
13. Chaîne motrice (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que la puissance reçue par la ou les unités auxiliaires (9) est utilisée pour comprimer un gaz critique.
14. Chaîne motrice selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que la machine de conversion d'énergie (8) est formée par un moteur électrique (11), qui convertit une énergie cinétique et une énergie électrique l'une en l'autre.
15. Chaîne motrice (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que la machine de conversion d'énergie (8) convertit au moins une énergie cinétique et une énergie de rotation l'une en l'autre.
16. Chaîne motrice (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que la machine de conversion d'énergie (8) est reliée à un accumulateur qui reçoit et/ou délivre une énergie électrique, une énergie de rotation et/ou une énergie thermodynamique.
17. Chaîne motrice, notamment pour véhicules automobiles, compor tant un moteur à combustion interne, un élément mené tel qu'une boîte de vitesses, disposé en aval du moteur à combustion interne dans le flux de force, et une machine de conversion d'énergie disposée dans le flux de force entre le moteur à combustion interne et l'élément mené, et dans laquelle le moteur à combustion interne peut être découplé de l'élément mené au moyen d'un embrayage de commutation, et de la machine de conversion d'énergie, au moyen d'un embrayage de séparation, les deux embrayages sont actionnés chacun à l'aide d'un dispositif de débrayage et au moins le dispositif de débrayage de l'embrayage est formé par un cylindre récepteur hydraulique, qui peut être chargé au moyen d'un fluide sous pression par un maître-cylindre par l'intermédiaire d'une canalisation de pression, caractérisé en ce qu'au moins une partie (175) d'une canalisation de pression est guidée dans l'arbre d'entrée (107,207) de la boîte de vitesses.
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