FR2811269A1 - Automobile power unit set comprises engine shaft, differential with crown wheel controlling driving wheels and gearbox with output shaft which carries pinion meshing with crown wheel - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un groupe motopropulseur pour un véhiculeThe present invention relates to a powertrain for a vehicle
automobile, tel qu'un véhicule à propulsion thermique ou un véhicule à automobile, such as a thermally propelled vehicle or a vehicle
propulsion hybride.hybrid drive.
On entend ici par "propulsion hybride" une propulsion qui est réalisée à partir d'un moteur thermique et/ou d'un moteur électrique, le véhicule The term “hybrid propulsion” is understood here to mean propulsion which is produced from a heat engine and / or an electric motor, the vehicle
étant équipé de ces deux types de moteur. being equipped with these two types of engine.
Le groupe motopropulseur qui fait l'objet de l'invention comporte, de façon classique, un arbre moteur principal entraîné en rotation par un moteur thermique par l'intermédiaire d'un embrayage, une boîte de vitesses et un The powertrain which is the subject of the invention comprises, in a conventional manner, a main drive shaft driven in rotation by a heat engine by means of a clutch, a gearbox and a
différentiel qui commande les roues motrices du véhicule. differential which controls the drive wheels of the vehicle.
On connaît déjà d'après le document EP 0 545 102, un tel groupe motopropulseur. Sur la figure unique de ce document, on peut voir qu'un différentiel comprend un boîtier rotatif dont l'axe de rotation correspond à l'axe commun aux deux demi-arbres des roues du véhicule à entraîner. A l'intérieur du boîtier sont guidés en rotation deux pignons coniques, dénommés pignons satellites, portés par des tronçons d'arbre et deux autres pignons coniques, dénommés pignons planétaires, portés aux extrémités respectives des deux demi-arbres des roues motrices. Le boîtier rotatif est solidaire d'une couronne d'entraînement du différentiel. En outre, ce boîtier est guidé en rotation par deux paliers de EP 0 545 102 already discloses such a powertrain. In the single figure of this document, it can be seen that a differential comprises a rotary unit whose axis of rotation corresponds to the axis common to the two half-shafts of the wheels of the vehicle to be driven. Inside the housing are guided in rotation two bevel gears, called satellite gears, carried by shaft sections and two other bevel gears, called planetary gears, carried at the respective ends of the two half-shafts of the drive wheels. The rotary case is integral with a differential drive ring. In addition, this housing is guided in rotation by two bearings of
roulement, dénommés ci-après respectivement, palier "amont" et palier "aval". bearing, hereinafter called "upstream" bearing and "downstream" bearing respectively.
Dans la suite de la description et dans les revendications, on In the following description and in the claims, it is
désignera par palier de roulement "amont" de n'importe quel élément rotatif, le palier situé du côté du moteur thermique et par palier de roulement "aval", le palier will designate by "upstream" rolling bearing of any rotary element, the bearing located on the heat engine side and by "downstream" rolling bearing, the bearing
situé du côté opposé, vers ou à l'intérieur de la boîte de vitesses. located on the opposite side, towards or inside the gearbox.
Sur la figure du document EP 0 545 102, on voit également que la boîte de vitesses comprend un arbre moteur principal entraîné en rotation par un moteur thermique (non représenté) et un arbre récepteur ou arbre de sortie de la boîte de vitesses, parallèle à cet arbre moteur et entraîné en rotation par celui-ci In the figure of document EP 0 545 102, it can also be seen that the gearbox comprises a main drive shaft rotated by a heat engine (not shown) and a gearbox output shaft or output shaft, parallel to this motor shaft and driven in rotation by it
selon un rapport de démultiplication variable. according to a variable gear ratio.
L'arbre moteur est entraîné par le moteur thermique par l'intermédiaire d'un embrayage (non représenté sur la figure), logé dans un carter d'embrayage. En outre, l'arbre de sortie porte un pignon relativement petit, dit pignon principal, dont il est solidaire à la fois en rotation et en translation. Ce The motor shaft is driven by the heat engine via a clutch (not shown in the figure), housed in a clutch housing. In addition, the output shaft carries a relatively small pinion, called the main pinion, of which it is integral both in rotation and in translation. This
pignon principal engrène avec la couronne du différentiel. main gear meshes with the crown of the differential.
Comme on peut le voir sur la figure du document EP 0 545 102, un tel montage des différents éléments du groupe motopropulseur présente l'inconvénient que le palier de roulement "amont" du boîtier rotatif du différentiel est situé juste sous le carter d'embrayage, ce qui empêche d'augmenter éventuellement la dimension radiale de ce dernier, sauf à devoir également déplacer As can be seen in the figure of document EP 0 545 102, such an assembly of the various elements of the powertrain has the disadvantage that the "upstream" rolling bearing of the rotary differential case is located just under the clutch housing. , which prevents possibly increasing the radial dimension of the latter, except having to also move
le différentiel vers le bas (dans le sens de la figure). the differential down (in the direction of the figure).
L'objectif de l'invention est de proposer un groupe motopropulseur du type indiqué ci-dessus, qui permette d'augmenter l'encombrement radial du carter d'embrayage, sans augmenter la dimension globale du groupe motopropulseur dans The objective of the invention is to provide a powertrain of the type indicated above, which makes it possible to increase the radial size of the clutch housing, without increasing the overall dimension of the powertrain in
le sens radial.the radial direction.
Plus précisément, l'objet de l'invention est un groupe motopropulseur pour véhicule automobile comprenant: - au moins un arbre moteur, dit principal, entraîné en rotation par un moteur thermique par l'intermédiaire d'un embrayage, - un différentiel qui est pourvu d'une couronne d'entraînement et qui commande les roues motrices du véhicule, et - une boîte de vitesses comportant un arbre de sortie, entraîné en rotation selon un rapport de démultiplication variable par ledit arbre moteur principal, et qui porte un pignon en prise avec la couronne d'entraînement du différentiel, l'arbre moteur, l'arbre de sortie et le boîtier rotatif du différentiel étant chacun guidés en rotation au moins par un palier de roulement "amont" monté More specifically, the object of the invention is a powertrain for a motor vehicle comprising: - at least one so-called main motor shaft, driven in rotation by a heat engine via a clutch, - a differential which is provided with a drive crown and which controls the driving wheels of the vehicle, and - a gearbox comprising an output shaft, driven in rotation according to a variable reduction ratio by said main drive shaft, and which carries a pinion in taken with the differential drive ring gear, the drive shaft, the output shaft and the rotary differential case each being guided in rotation at least by a mounted "upstream" rolling bearing
sur le carter d'embrayage.on the clutch housing.
Ce groupe motopropulseur est remarquable en ce que le palier de roulement "amont" du boîtier du différentiel et le palier de roulement "amont" de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses sont sensiblement dans un même plan vertical, perpendiculaire à l'axe dudit arbre de sortie, I'encombrement axial du palier de roulement "amont" du boîtier du différentiel chevauchant au moins en partie This powertrain is remarkable in that the "upstream" rolling bearing of the differential housing and the "upstream" rolling bearing of the gearbox output shaft are substantially in the same vertical plane, perpendicular to the axis of said output shaft, the axial dimensions of the "upstream" rolling bearing of the differential housing overlapping at least in part
l'encombrement axial du palier de roulement "amont" de l'arbre de sortie. the axial size of the "upstream" rolling bearing of the output shaft.
Grâce à ces caractéristiques de l'invention, le palier de roulement "amont" du boîtier du différentiel ne se trouve plus sous la paroi inférieure du carter d'embrayage, ce qui permet, si cela est nécessaire, d'augmenter la dimension radiale du carter d'embrayage ou plus précisément de déplacer cette paroi inférieure en direction du différentiel. Ainsi, dans le cas d'un véhicule à propulsion hybride, il devient possible de placer à l'intérieur du carter d'embrayage un moteur électrique de type "galette", plus puissant qu'un moteur électrique classique, mais également d'un plus grand diamètre. Dans ce cas, le groupe motopropulseur comprend un deuxième arbre moteur, dit auxiliaire, tubulaire, entraîné par le moteur électrique et entourant Thanks to these characteristics of the invention, the "upstream" rolling bearing of the differential housing is no longer under the bottom wall of the clutch housing, which allows, if necessary, to increase the radial dimension of the clutch housing or more precisely to move this lower wall in the direction of the differential. Thus, in the case of a hybrid propulsion vehicle, it becomes possible to place inside the clutch housing an electric motor of the "pancake" type, more powerful than a conventional electric motor, but also of a larger diameter. In this case, the powertrain comprises a second, said auxiliary, tubular motor shaft, driven by the electric motor and surrounding
l'arbre moteur principal.the main drive shaft.
Il est également possible d'introduire à l'intérieur du carter d'embrayage un élément quelconque présentant un encombrement important, puisque l'on peut agrandir ce carter d'embrayage, sans pour autant augmenter la It is also possible to introduce inside the clutch housing any element having a large size, since this clutch housing can be enlarged without increasing the
dimension globale du groupe motopropulseur dans le sens radial. overall dimension of the powertrain in the radial direction.
L'invention répond ainsi aux exigences de compacité recherchées The invention thus meets the desired compactness requirements
pour un groupe motopropulseur.for a powertrain.
En outre, la position relative de ces deux paliers de roulement In addition, the relative position of these two rolling bearings
"amont" permet d'améliorer la tenue mécanique du carter d'embrayage. "Upstream" improves the mechanical strength of the clutch housing.
Par ailleurs, selon un certain nombre de caractéristiques additionnelles, non limitatives, de l'invention: - le palier de roulement "amont" du boîtier du différentiel et le palier de roulement "amont" de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses sont dans un même plan vertical, perpendiculaire à l'axe dudit arbre de sortie, l'encombrement axial du palier de roulement "amont" du boîtier du différentiel chevauchant complètement l'encombrement axial du palier de roulement "amont" de l'arbre de sortie; - le palier de roulement "amont" de l'arbre moteur et le palier de roulement "amont" de l'arbre de sortie sont sensiblement dans un même plan vertical, perpendiculaire à l'axe dudit arbre de sortie, l'encombrement axial du palier de roulement "amont" de l'arbre moteur chevauchant au moins en partie l'encombrement axial du palier de roulement "amont" de l'arbre de sortie; - le palier de roulement "amont" de l'arbre moteur et le palier de roulement "amont" de l'arbre de sortie sont dans un même plan vertical, perpendiculaire à l'axe dudit arbre de sortie, l'encombrement axial du palier de roulement "amont" de l'arbre moteur chevauchant complètement l'encombrement Furthermore, according to a certain number of additional, non-limiting characteristics of the invention: - the "upstream" rolling bearing of the differential housing and the "upstream" rolling bearing of the output shaft of the gearbox are in the same vertical plane, perpendicular to the axis of said output shaft, the axial dimensions of the "upstream" rolling bearing of the differential housing completely overlapping the axial dimensions of the "upstream" rolling bearings of the exit; - the "upstream" rolling bearing of the motor shaft and the "upstream" rolling bearing of the output shaft are substantially in the same vertical plane, perpendicular to the axis of said output shaft, the axial size of the "upstream" rolling bearing of the drive shaft at least partially overlapping the axial size of the "upstream" rolling bearing of the output shaft; - the "upstream" rolling bearing of the motor shaft and the "upstream" rolling bearing of the output shaft are in the same vertical plane, perpendicular to the axis of said output shaft, the axial size of the bearing upstream bearing of the motor shaft completely overlapping the space requirement
axial du palier de roulement "amont" de l'arbre de sortie. axial of the "upstream" rolling bearing of the output shaft.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus Other characteristics and advantages of the invention will appear more
clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de clearly on reading the following description of an embodiment of
l'invention, donné à titre d'exemple illustratif et non limitatif, cette description étant the invention, given by way of illustrative and nonlimiting example, this description being
faite en faisant référence au dessin joint. made with reference to the attached drawing.
Sur ce dessin, la figure 1 (figure unique) est une vue en coupe, In this drawing, FIG. 1 (single figure) is a sectional view,
partielle et schématique, du groupe motopropulseur selon l'invention. partial and schematic, of the powertrain according to the invention.
On y a désigné respectivement par les références X-X', Y-Y' et Z-Z', l'axe de l'arbre moteur principal 1, l'axe de l'arbre de sortie 2 de la boîte de vitesses There are designated respectively by the references X-X ', Y-Y' and Z-Z ', the axis of the main drive shaft 1, the axis of the output shaft 2 of the gearbox
et l'axe de rotation du différentiel 3. and the axis of rotation of the differential 3.
Ces trois axes sont parallèles.These three axes are parallel.
Plus précisément, l'arbre moteur principal I est entraîné en rotation par un moteur thermique, non représenté, situé sur la droite de la figure. Il s'agit par More specifically, the main drive shaft I is rotated by a heat engine, not shown, located on the right of the figure. It is by
exemple d'un moteur à quatre temps, à essence ou de type Diesel. example of a four-stroke petrol or diesel engine.
Cet arbre est entraîné en rotation par le moteur thermique, par l'intermédiaire d'un embrayage de type connu, non représenté sur la figure, et logé This shaft is rotated by the heat engine, via a known type of clutch, not shown in the figure, and housed
dans un carter d'embrayage 10.in a clutch housing 10.
Ce carter d'embrayage 10 présente une paroi de fond ou voile 1l 1 et une paroi périphérique inférieure 12. Le voile 1l 1 est percé d'une ouverture circulaire 1 3. Celle-ci permet le passage de l'arbre moteur I en direction de la boîte de vitesses et est munie d'un palier de roulement "amont" 14 assurant le guidage en rotation This clutch housing 10 has a bottom wall or wall 1l 1 and a lower peripheral wall 12. The wall 1l 1 is pierced with a circular opening 1 3. This allows the passage of the motor shaft I in the direction of the gearbox and is provided with an "upstream" rolling bearing 14 ensuring rotation guidance
dudit arbre moteur.said motor shaft.
L'arbre moteur 1 présente une série de pignons dont un seul, The motor shaft 1 has a series of pinions of which only one,
référencé 100, est représenté sur la figure 1. referenced 100, is shown in Figure 1.
La boîte de vitesses, référencée 4, est représentée de façon partielle et très schématique. Elle est logée dans un carter de boîte de vitesses 40. Elle comprend au moins un arbre rotatif, notamment l'arbre récepteur ou arbre de sortie 2 de la boîte de vitesses. Cet arbre de sortie 2 est guidé en rotation par deux paliers de roulement, positionnés respectivement à ses deux extrémités opposées et dénommés palier "amont" et palier "aval". Seul le palier "amont" 20 situé du côté The gearbox, referenced 4, is shown partially and very schematically. It is housed in a gearbox casing 40. It comprises at least one rotary shaft, in particular the receiving shaft or output shaft 2 of the gearbox. This output shaft 2 is guided in rotation by two rolling bearings, positioned respectively at its two opposite ends and called "upstream" bearing and "downstream" bearing. Only the "upstream" bearing 20 located on the side
du moteur thermique (côté droit sur la figure 1) est représenté. of the heat engine (right side in Figure 1) is shown.
L'arbre de sortie 2 porte une série de pignons 200 dont seuls deux sont représentés sur la figure 1 et qui sont en prise, chacun, avec l'un des pignons The output shaft 2 carries a series of pinions 200 of which only two are shown in FIG. 1 and which are each engaged with one of the pinions
correspondants de l'arbre moteur principal. main drive shaft.
De manière connue, ceci permet l'entraînement en rotation de l'arbre de sortie 2, par l'arbre moteur principal 1, selon des rapports de démultiplication différents. L'arbre de sortie 2 porte en outre un pignon 201, relativement petit, In known manner, this allows the output shaft 2 to be driven in rotation by the main drive shaft 1, according to different gear ratios. The output shaft 2 further carries a pinion 201, relatively small,
dit pignon principal, dont il est solidaire en rotation et en translation. said main pinion, of which it is integral in rotation and in translation.
Ce pignon principal 201 sert à entraîner le différentiel en rotation. This main gear 201 is used to drive the differential in rotation.
De façon également connue, le différentiel 3 comprend un boîtier rotatif 30 dont l'axe de rotation Z-Z' correspond à l'axe commun aux deux demiarbres des roues à entraîner. Ce boîtier 30 est solidaire d'une couronne d'entraînement 31 grâce à des moyens de fixation tels que des vis 310. Le pignon In a manner also known, the differential 3 comprises a rotary housing 30 whose axis of rotation Z-Z 'corresponds to the axis common to the two half-shafts of the wheels to be driven. This housing 30 is integral with a drive ring 31 thanks to fixing means such as screws 310. The pinion
principal 201 engrène avec cette couronne d'entraînement 31. main 201 meshes with this drive ring 31.
A l'intérieur du boîtier 30 sont guidés en rotation, d'une part deux pignons coniques, dénommés pignons satellites 32, 32', portés par des tronçons d'arbre 33, respectivement 33', et d'autre part, deux autres pignons coniques, dénommés pignons planétaires 34, 34', portés aux extrémités respectives des deux demi-arbres des roues motrices. Chacun des deux pignons satellites 32, 32' engrène avec les deux pignons planétaires 34, 34', leur conicité étant adaptée en Inside the housing 30 are guided in rotation, on the one hand two bevel gears, called planet gears 32, 32 ', carried by shaft sections 33, respectively 33', and on the other hand, two other gears bevel gears, called planetary gears 34, 34 ', carried at the respective ends of the two half-shafts of the driving wheels. Each of the two planet gears 32, 32 'meshes with the two planetary gears 34, 34', their conicity being adapted in
conséquence.result.
Le boîtier rotatif 30 est guidé en rotation par deux paliers de roulement, référencés respectivement 35 pour le palier "amont" et 35' pour le palier "aval". Les paliers de roulement 14 et 20, utilisés respectivement pour les arbres 1 et 2, sont des paliers de roulement à rouleaux cylindriques, tandis que les paliers de roulement 35, 35' utilisés pour le différentiel sont classiquement des The rotary housing 30 is guided in rotation by two rolling bearings, referenced respectively 35 for the "upstream" bearing and 35 'for the "downstream" bearing. The rolling bearings 14 and 20, used respectively for shafts 1 and 2, are cylindrical roller bearing bearings, while the rolling bearings 35, 35 'used for the differential are conventionally
roulements à rouleaux coniques.tapered roller bearings.
Les paliers 35, 35' sont prévus sur la paroi extérieure du boîtier 30 et à cet effet, celle-ci présente des portions cylindriques, respectivement 350 et 350', The bearings 35, 35 'are provided on the outer wall of the housing 30 and for this purpose, the latter has cylindrical portions, respectively 350 and 350',
permettant un tel guidage en rotation. allowing such rotation guidance.
La bague extérieure 351 du palier "amont" 35 du boîtier de différentiel est montée d'une part sur le carter d'embrayage 10, plus précisément à la base du voile 11 et d'autre part, sur le carter 5 protégeant les demiarbres des roues motrices. The outer ring 351 of the "upstream" bearing 35 of the differential housing is mounted on the one hand on the clutch housing 10, more precisely at the base of the wall 11 and on the other hand, on the housing 5 protecting the half-shafts from drive wheels.
Dans la présente description et dans les revendications, on entend par In the present description and in the claims, the term “
"encombrement axial" EA d'un palier de roulement la distance entre les deux faces latérales les plus extérieures opposées des bagues intérieure et extérieure dudit "axial size" EA of a rolling bearing the distance between the two opposite outermost lateral faces of the inner and outer rings of said
roulement, c'est-à-dire son épaisseur "hors tout". bearing, that is to say its "overall" thickness.
Conformément à l'invention, et comme illustré sur la figure 1, l'encombrement axial EA35 du palier du roulement "amont" 35 du boîtier 30 du référentiel chevauche au moins en partie (dans le sens axial de la figure), In accordance with the invention, and as illustrated in FIG. 1, the axial size EA35 of the bearing of the "upstream" bearing 35 of the housing 30 of the reference frame overlaps at least in part (in the axial direction of the figure),
l'encombrement axial EA20 du palier du roulement "amont" 20 de l'arbre de sortie 2. the axial size EA20 of the bearing of the "upstream" bearing 20 of the output shaft 2.
En d'autres termes, les paliers de roulement "amont" 35 et 20 sont sensiblement In other words, the "upstream" rolling bearings 35 and 20 are substantially
dans un même plan vertical, perpendiculaire à l'axe Y-Y' de l'arbre de sortie 2. in the same vertical plane, perpendicular to the axis Y-Y 'of the output shaft 2.
Ce chevauchement, qui est partiel dans le mode de réalisation illustré, est visualisé sur la figure par une zone ombrée, référencée C. De façon avantageuse, les encombrements axiaux EA3s et EA20 se This overlap, which is partial in the illustrated embodiment, is shown in the figure by a shaded area, referenced C. Advantageously, the axial dimensions EA3s and EA20 are
chevauchent totalement.totally overlap.
En outre, l'encombrement axial EA20 du palier du roulement "amont" de l'arbre de sortie 2 chevauche au moins en partie, ou totalement (comme illustré en figure 1), l'encombrement axial EA14 du palier de roulement "amont" 14 In addition, the axial size EA20 of the bearing of the "upstream" bearing of the output shaft 2 overlaps at least in part, or totally (as illustrated in FIG. 1), the axial size EA14 of the "upstream" rolling bearing 14
de l'arbre moteur 1.motor shaft 1.
Ainsi, les trois paliers de roulement 14, 20 et 35 se trouvent Thus, the three rolling bearings 14, 20 and 35 are
sensiblement dans un même plan, parallèle au voile 11 du carter d'embrayage. substantially in the same plane, parallel to the web 11 of the clutch housing.
On obtient ainsi une meilleure tenue mécanique de ce carter d'embrayage et la paroi 12 du carter d'embrayage peut être abaissée en direction du différentiel 3, pour permettre par exemple, de placer un moteur électrique du type "galette" par exemple - dont le contour, référencé 6, est représenté sur la figure - à l'intérieur du carter d'embrayage 10, lorsque l'on a affaire à un système de This gives better mechanical strength of this clutch housing and the wall 12 of the clutch housing can be lowered in the direction of the differential 3, to allow for example, to place an electric motor of the "wafer" type for example - including the outline, referenced 6, is shown in the figure - inside the clutch housing 10, when dealing with a system of
propulsion hybride.hybrid drive.
Dans ce cas, selon un agencement connu, l'arbre primaire est double. In this case, according to a known arrangement, the primary shaft is double.
Il est constitué de deux arbres coaxiaux, à savoir un arbre central entraîné par le moteur thermique et un arbre extérieur tubulaire entraîné par le It consists of two coaxial shafts, namely a central shaft driven by the heat engine and an outer tubular shaft driven by the
moteur électrique.electric motor.
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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ST | Notification of lapse |
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