FR2890609A1 - Systeme d'entrainement electrique d'equipements associes a un moteur thermique - Google Patents

Abstract

Système d'entraînement électrique d'équipements associés à un moteur thermique comportant un vilebrequin, dans lequel tous les équipements consommateurs (31-34) habituellement entraînés par une courroie passant sur une poulie fixée au vilebrequin sont à entraînement électrique et sont reliés à un réseau électrique comportant un ou plusieurs générateurs électriques (11) entraînés mécaniquement.

Description

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La présente invention concerne un système d'en-traînement de divers équipements associés à un moteur thermique relié à une ligne de transmission mécanique, en particulier un système d'entraînement des équipements d'un véhicule automobile.

ARRIERE PLAN DE L'INVENTION On sait que la recherche d'un accroissement du confort des véhicules automobiles entraîne un développe-ment du nombre des équipements dont ces véhicules automo- biles sont équipés, en particulier un compresseur pour le système de climatisation ou une pompe d'alimentation en fluide hydraulique du système de direction assistée. Ces équipements s'ajoutent aux équipements traditionnels tels qu'une pompe à eau ou un générateur électrique.

Traditionnellement ces équipements sont entraînés en rotation par une courroie passant sur une poulie fixée à une extrémité du vilebrequin du moteur thermique.

Par ailleurs, on sait que pour augmenter le volume disponible à l'intérieur de l'habitacle du véhicule sans augmenter ses dimensions extérieures, on recherche une compacité accrue sous le capot moteur tout en respectant des normes de sécurité qui imposent une distance minimale entre le bloc moteur et les parois du compartiment moteur. Cette recherche d'une compacité accrue est incom- patible avec le développement des équipements qui, pour pouvoir être entraînés par une courroie associée au vilebrequin, doivent tous être montés à proximité de l'extrémité du moteur sur laquelle débouche le vilebrequin.

Il est également connu pour diverses raisons d'entraîner certains équipements au moyen d'un moteur électrique relié au réseau électrique du véhicule. En particulier, il est connu de réaliser une direction assistée électrique afin de pouvoir disposer l'équipement correspondant à proximité immédiate de la tringlerie de direction. Ces dispositions restent toutefois ponctuelles et ne diminuent donc pas de façon sensible l'espace occupé par les équipements associés au bloc moteur.

OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de proposer un système d'entraînement de divers équipements associés à un moteur thermique, selon un agencement permettant d'améliorer la compacité du moteur thermique.

BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION

En vue de la réalisation de ce but, on propose selon l'invention, un système d'entraînement de divers équipements associés à un moteur thermique comprenant un vilebrequin auquel est reliée une ligne de transmission mécanique, dans lequel tous les équipements consommateurs d'énergie externes au moteur sont à entraînement électri- que et sont reliés à un réseau électrique comportant un ou plusieurs générateurs électriques entraînés mécanique-ment.

Ainsi, seuls les générateurs doivent être implantés à proximité immédiate du moteur thermique, de sorte que l'encombrement global du moteur thermique peut être considérablement réduit. En outre, l'entraînement des équipements par des moteurs électriques permet d'adapter la vitesse d'entraînement des moteurs selon des conditions optimales de fonctionnement des équipements corres- pondants quelle que soit la vitesse de rotation du moteur alors qu'un entraînement mécanique par une courroie associée au vilebrequin rendait la vitesse de rotation des équipements tributaire de la vitesse de rotation du moteur.

Selon une version avantageuse de l'invention, les générateurs électriques sont reliés à un point de la ligne de transmission en aval du vilebrequin. Il est alors possible de supprimer totalement la poulie fixée à l'extrémité du vilebrequin de sorte que l'encombrement du mo- teur thermique est encore réduit.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le moteur thermique comporte des actionneurs électromagnétiques. Ainsi la chaîne de distribution et les pignons correspondants sont supprimés, ce qui améliore encore la compacité du moteur.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit des différentes possibilités de réalisation de l'in- vention en relation avec les figures ci-jointes parmi lesquelles: - la figure 1 est une représentation schématique illustrant les différentes implantations possibles de générateurs électriques en relation avec un moteur thermi- que relié à une ligne de transmission mécanique, - la figure 2 est une représentation schématique d'un mode de réalisation de réseau électrique en relation avec un système selon l'invention.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

L'invention concerne un système d'entraînement de divers équipements associés à un moteur thermique 1 comprenant un vilebrequin 2 auquel est reliée une ligne de transmission mécanique généralement désignée en 3 comprenant dans le mode de réalisation illustré, un volant d'inertie 4, un embrayage 5, une boîte de vitesses 6 ayant un arbre primaire 7 et un arbre secondaire 8, et un pont 9 pour assurer l'entraînement mécanique des roues 10 d'un véhicule. Bien que la ligne de transmission illustrée comprenne uniquement des composants mécaniques, l'expression "ligne de transmission mécanique" couvre également selon l'invention une ligne de transmission comportant un composant hydraulique tel qu'un convertisseur dans le cas d'une boîte de vitesses automatique, ou un embrayage électromagnétique.

Le système comporte un ou plusieurs générateurs électriques portant la référence générale 11 sur la figure 2, et les références particulières 11. 1, 11.2, 11.3... sur la figure 1 qui illustre les implantations possibles, et les modes d'entraînement mécanique. En particulier, le générateur 11. 1 est fixé sur le côté du bloc moteur et est entraîné en rotation de façon traditionnelle par une courroie 12 passant sur une poulie 13 fixée au vilebrequin 2; le générateur 11.2 est fixé au bloc moteur et est entraîné par un pignon 14 associé à une boîte de vi- tesses 36 à rapport variable, pilotée par une unité de gestion non représentée en fonction de la vitesse de rotation du moteur, de façon à faire fonctionner le générateur 11.2 dans une plage de vitesses optimale quelle que soit la vitesse de rotation du moteur. Le pignon 14 en- grène avec la couronne dentée 15 fixée au volant d'inertie 4.

Le générateur 11.3 est un générateur-galette dont le rotor est fixé au volant d'inertie 4 et le stator est fixé au bloc moteur; le générateur 11. 4 est fixé à la boîte de vitesses et est entraîné par une courroie 16 passant sur une poulie 17 fixée au volant d'inertie 4; le générateur 11.5 est également un générateur-galette dont le rotor est fixé à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses 6 et dont le stator est fixé à la boîte de vi- tesses 6.

Le générateur 11.6 est entraîné par un pignon 18 engrenant avec un pignon 19 porté par l'arbre primaire 7; le générateur 11.7 est entraîné par un pignon 20 en-grenant avec un pignon 21 porté par l'arbre secondaire 8; le générateur 11.8 est entraîné par un pignon 22 en-grenant avec le pont 9; le générateur 11.9 est monté sur un arbre de roues et le générateur 11.10 est intégré dans une roue.

Selon l'invention, le ou les générateurs électri- ques 11 sont reliés à un réseau électrique comportant un 2890609 5 pont de diodes 23 relié de façon connue en soi à un accumulateur haute tension 24 et un convertisseur réversible continu/continu 25 lui-même relié à un accumulateur basse tension 26. Le réseau comprend également un organe de gestion non représenté assurant le fonctionnement du ré-seau en fonction de la demande provenant des équipements reliés au réseau.

Selon l'invention, le ou les générateurs 11 servent non seulement à alimenter les équipements fonction- nant traditionnellement avec de l'électricité tels. que les lampes 27, la chaîne audio 28, les essuieglaces 29, le démarreur 35 ou le chauffage des sièges 30, mais également d'autres équipements à pièces mobiles traditionnellement entraînés de façon mécanique en particulier les équipements externes tels que la pompe à eau 31, la di-rection assistée 32, un compresseur 33 intégré au système de climatisation de l'habitacle, et de préférence des actionneurs de soupapes électromagnétiques 34. Le nombre d'équipements représentés n'est pas limitatif et on peut y ajouter d'autres équipements aussi bien dans la partie du réseau alimentée sous haute tension que dans la partie du réseau alimentée sous basse tension.

L'implantation du ou des générateurs 11 est de préférence choisie pour améliorer la compacité de l'en- semble moteur-transmission. En particulier, bien que l'invention ait été illustrée sur la figue 1 avec un générateur 11.1 entraîné par une poulie 13 fixée à une extrémité du vilebrequin 2 s'étendant en saillie par rap-port au bloc moteur, il est préférable de réaliser une implantation en un point de la ligne de transmission en aval du vilebrequin, ce qui permet de supprimer la poulie 13. De préférence, le ou les générateurs sont reliés au volant d'inertie 4, à l'arbre primaire 7 de la boîte de vitesses ou en un point intermédiaire entre le volant d'inertie et l'arbre primaire afin de bénéficier d'un en- traînement des générateurs dès l'instant où le moteur est en route même lorsque le véhicule est à l'arrêt. On notera à ce propos que le système selon l'invention présente non seulement l'avantage d'améliorer la compacité du bloc moteur mais permet également de faire fonctionner les équipements à leur vitesse optimale quelle que soit la vitesse de rotation du moteur thermique, ce qui permet d'améliorer le rendement des équipements et donc de diminuer leur taille. En outre, l'alimentation électrique des équipements permet de disposer ceux-ci de façon optimisée par rapport à la fonction qu'ils exercent ou par rapport aux nécessités de leur refroidissement. On minimise donc les risques de détérioration résultant habituellement de la température très élevée sous le capot.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation illustré et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications.

En particulier, bien que l'invention ait été il- lustrée avec plusieurs générateurs sur la figure 2, ce qui permet d'utiliser des générateurs de petite taille disposés en différents points et pilotés en fonction des conditions de fonctionnement du véhicule, on peut utiliser un générateur unique bénéficiant d'un meilleur rende- ment global.

Bien que l'invention ait été illustrée en relation avec un moteur thermique dont les soupapes sont commandées par des actionneurs électromagnétiques, le système selon l'invention s'applique également à un moteur dont les soupapes sont commandées de façon traditionnelle par un arbre à came, la compacité du moteur étant alors diminuée du fait de l'entraînement de l'arbre à came par une chaîne de distribution.

Les exemples donnés d'implantation des généra- teurs ne sont pas limitatifs, pas plus que les moyens d'entraînement de ces générateurs. En outre un rapport d'entraînement variable peut être appliqué à chacun des générateurs en fonction de son implantation et le rapport d'entraînement peut être variable de façon discrète ou continue.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1. Système d'entraînement de divers équipements associés à un moteur thermique (1) comprenant un vilebre- quin (2) auquel est reliée une ligne de transmission mécanique (3), caractérisé en ce que tous les équipements consommateurs d'énergie (31-34) externes au moteur sont à entraînement électrique et sont reliés à un réseau électrique comportant un ou plusieurs générateurs électriques (11) entraînés mécaniquement.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les générateurs (11) sont reliés à un point de la ligne de transmission (3) en aval du vilebrequin (2).

3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que la ligne de transmission (3) comporte un volant d'inertie (4) associé à une boîte de vitesses (6) ayant un arbre primaire (7) et en ce que le ou les générateurs sont reliés au volant d'inertie (4), à l'arbre primaire (7), ou en un point intermédiaire entre le volant d'iner- tie (4) et l'arbre primaire (7).

4. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur (1) comporte des actionneurs électromagnétiques de soupapes (34) reliés au réseau électrique.

5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un générateur (11.2) comporte des moyens d'entraînement (36) à rapport variable.