FR2941403A1 - Vehicule automobile comportant une motorisation principale du train avant et une motorisation complementaire du train arriere - Google Patents

Abstract

Véhicule automobile comportant une motorisation principale du train avant et une motorisation complémentaire du train arrière, ce train arrière comprenant des moyeux de roue (28) reliés à la caisse du véhicule par des éléments de guidage (2, 4, 40, 42) et de support (10) pour permettre un débattement des suspensions, caractérisé en ce que chaque moyeu de roue (28) du train arrière comporte une transmission par engrenage comprenant un arbre d'entraînement (60) déporté par rapport à l'axe de la roue, qui est directement entraîné par un arbre de transmission (24).

Description

VEHICULE AUTOMOBILE COMPORTANT UNE MOTORISATION PRINCIPALE DU TRAIN AVANT ET UNE MOTORISATION COMPLEMENTAIRE DU TRAIN ARRIERE La présente invention concerne un véhicule comportant une motorisation principale du train avant, et une motorisation complémentaire du train arrière. Un type de véhicule automobile comporte un moteur thermique disposé à l'avant, pour réaliser une motorisation principale des roues avant. Ces véhicules automobiles comportent aussi un train arrière fixé à la caisse du véhicule, qui a pour fonction de maintenir les roues arrière tout en réalisant un guidage permettant une oscillation de la suspension suivant une géométrie définie, afin d'assurer le confort et la tenue de route. Pour certains de ces véhicules, on souhaite ajouter une motorisation complémentaire des roues arrière pour leur transmettre une puissance additionnelle, par exemple dans le cas d'un véhicule tout-terrain avec quatre roues motrices, ou d'un véhicule hybride disposant d'une machine électrique entraînant les roues arrière. Par motorisation principale, on entend une motorisation généralement utilisée seule, et par motorisation complémentaire on entend une motorisation généralement utilisée en complément de la motorisation principale. Un type de train arrière connu comportant des arbres d'entraînement des roues arrière, présenté notamment dans le document EP-B1-0365795, comporte des bras de suspension superposés qui relient le moyeu de la roue à la caisse du véhicule, et un élément porteur comprenant un ressort de suspension qui s'appuie sur ces bras. La géométrie des bras et de l'élément porteur, est prévue pour dégager un passage dans l'axe du moyeu des roues arrière de manière à permettre l'installation d'un arbre de transmission reliant un différentiel central aux roues pour assurer leur entraînement.

Ce type de train arrière nécessite une géométrie spécifique pour le passage des arbres de roue qui n'est pas toujours réalisable facilement, surtout dans le cas où l'on cherche à réaliser une variante d'un véhicule existant pour pouvoir proposer deux solutions, avec ou sans roues arrière motrices. Un autre type de train arrière connu et réalisant un bon guidage des roues, comporte deux triangles de suspension superposés, l'élément porteur passant au milieu de ces triangles, étant sensiblement dans l'axe de la roue pour équilibrer les forces d'appui et éviter une déformation de ce train sous les efforts qui génèrerait une variation du parallélisme des roues. Dans ce cas, l'élément porteur empêche le passage d'un arbre de transmission. Un autre type de train arrière connu appelé train à traverse déformable, comprend deux bras de suspension longitudinaux disposés sur les cotés du véhicule, l'avant de ces bras étant relié à la caisse du véhicule par une liaison élastique pouvant pivoter suivant un axe sensiblement transversal, un moyeu de roue étant fixé à l'arrière de chaque bras. Ce train arrière à traverse déformable comporte une forme générale en H , comprenant une traverse déformable disposée transversalement, fixée par ses extrémités sur une partie centrale de chaque bras de suspension.

Cette traverse déformable maintient la géométrie des bras de suspension tout en assurant par une déformation en torsion, la fonction de barre antidévers réalisant une limitation de l'angle de roulis de la caisse. Pour ces trains arrière à traverse déformable, les amortisseurs de suspension peuvent être disposés sensiblement dans l'axe des roues arrière, ce qui empêche le passage d'arbres de transmission. Un autre type de train arrière connu qui est économique, comprend une suspension du type Macpherson comportant un élément porteur prenant appui sur le moyeu de la roue en un point situé au dessus de l'axe de cette roue, ce qui dégage l'axe et permettrait le passage d'un arbre de transmission.

Un inconvénient de ce train arrière est que l'élément porteur comprenant généralement un guidage du moyeu et un ressort de suspension qui s'étendent sensiblement verticalement, comporte un encombrement important prenant une partie du volume généralement utilisé pour le coffre du véhicule. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, et de proposer un train arrière pour véhicule automobile permettant à partir d'une version standard comportant des éléments disposés en face de l'axe des roues, de réaliser un entraînement de ces roues. Elle propose à cet effet un véhicule automobile comportant une motorisation principale du train avant et une motorisation complémentaire du train arrière, ce train arrière comprenant des moyeux de roue reliés à la caisse du véhicule par des éléments de guidage et de support pour permettre un débattement des suspensions, caractérisé en ce que les moyeux de roue du train arrière comportent chacun une transmission par engrenage comprenant un arbre d'entraînement déporté par rapport à l'axe de la roue, qui est directement entraîné par un arbre de transmission. Un avantage de ce véhicule est que pour son train arrière, grâce à la transmission par engrenage on peut sans modifier les éléments de suspension et de support des moyeux, passer un arbre de transmission à côté d'éléments de support ou de guidage qui se trouveraient en face de l'axe de la roue arrière. Le train arrière selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, la transmission par engrenage comporte un premier pignon d'entraînement lié à l'arbre d'entraînement, qui engrène avec un deuxième pignon récepteur disposé suivant l'axe de la roue.

Suivant un premier mode de réalisation, un des pignons de la transmission par engrenage forme une couronne comportant une denture interne, sur laquelle engrène l'autre pignon comportant une denture externe. Suivant un deuxième mode de réalisation, tous les pignons comportent une denture externe. Avantageusement, l'arbre d'entraînement comporte un perçage axial recevant l'extrémité de l'arbre de transmission, des moyens d'entraînement étant interposés entre ces deux arbres. Chaque arbre portant un pignon, peut comporter axialement de chaque côté de ces pignons un roulement, l'un de ces roulements étant fixé dans un carter de transmission, l'autre de ces roulements étant fixé dans un couvercle qui ferme le carter de transmission. Le couvercle du carter de transmission peut comporter des articulations de liaison avec des bras ou des triangles de suspension, qui le relient à la caisse du véhicule. Selon une disposition particulière, un support comprenant un ressort de suspension se trouve sensiblement aligné sur l'axe de la roue. Suivant une première application, le véhicule comporte un moteur thermique entraînant d'une manière principale les roues avant, et d'une manière complémentaire les roues arrière. Suivant une deuxième application, le véhicule comporte un moteur thermique entraînant d'une manière principale les roues avant, et une machine électrique entraînant d'une manière complémentaire les roues arrière.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un train arrière selon l'art antérieur vu de l'arrière, à suspension comportant deux triangles superposés ; - la figure 2 est un schéma d'un train arrière selon l'invention vu de dessus, à suspension comportant deux triangles superposés ; - la figure 3 est un schéma d'un train arrière selon l'invention vu de dessus, à suspension comportant plusieurs bras ; et - la figure 4 est une vue en coupe axiale d'un moyeu de roue de train arrière selon l'invention, équipé d'une transmission à engrenage.

La figure 1 représente une partie latérale d'un train arrière 1, comprenant fixés sur une traverse non représentée, des triangles de suspension supérieur 2 et inférieur 4, qui portent un moyeu 6 supportant une roue 8. Les fixations des triangles de suspension 2, 4 sur la traverse ainsi que celles sur le moyeu de roue 6, peuvent pivoter suivant des axes longitudinaux de manière à former un parallélogramme déformable permettant une oscillation et un guidage de la roue 8 suivant un plan sensiblement vertical. Les fixations de chaque triangle de suspension 2, 4 sur la traverse, comportent deux points d'ancrage longitudinalement éloignés pour donner une stabilité au triangle permettant de résister à des efforts s'appliquant sur la roue. La caisse du véhicule non représentée repose sur des supports 10 comprenant des ressorts de suspension, reliés par des articulations à la caisse et au moyeu de roue 6, des amortisseurs d'oscillations étant disposés en parallèle de ces ressorts, pour permettre un débattement de la suspension assurant le confort et la tenue de route du véhicule. Généralement ces ressorts des supports 10 transmettant des efforts importants, sont situés longitudinalement dans une partie centrale des triangles de suspension 2, 4, et passe entre les deux points d'ancrage de chaque triangle pour reprendre les efforts venant de la roue 8, sensiblement dans l'axe de cette roue. De cette manière, les efforts s'exerçant par le support 10 passent près de l'axe de la roue 8 et restent équilibrés. On limite ainsi les mouvements parasites du moyeu de roue 6 lors d'efforts importants, dans les virages par exemple, qui pourraient légèrement modifier le parallélisme de cette roue et dégrader la tenue de route.

Par contre pour ce train arrière 1, le support 10 étant sensiblement dans l'axe de la roue 8, empêche le passage d'un arbre de transmission dans le cas où l'on souhaite motoriser les roues arrière. La figure 2 représente une partie latérale d'un train arrière 21, comprenant fixés sur une traverse, des triangles de suspension supérieur 2 et inférieur 4 superposés, reliés à un carter de transmission 20 qui porte un moyeu 28 supportant la roue 8. Comme pour la figure précédente, un support 10 comprenant un ressort de suspension et situé sensiblement dans l'axe de la roue 8, constitue l'élément porteur de la caisse du véhicule.

Le carter de transmission 20 comprend un pignon d'entraînement 22 à denture externe, dont l'axe disposé parallèlement à celui de la roue 8 est décalé vers l'avant. Un arbre de transmission 24 recevant le mouvement d'un différentiel situé entre les roues arrière 8 et relié lui-même à une motorisation, est disposé suivant l'axe du pignon d'entraînement 22. L'arbre de transmission 24 rentre dans le carter de transmission 20 pour transmettre au pignon d'entraînement 22 le mouvement de la motorisation. Le pignon d'entraînement 22 engrène avec un pignon récepteur 26 qui est disposé suivant l'axe de la roue 8, et relié au moyeu 28 de cette roue. Le carter 20 comporte une étanchéité pour maintenir un graissage des pignons 22, 28, ainsi que des roulements supportant les arbres. On réalise ainsi une transmission par engrenage dont l'axe d'entrée est déporté vers l'avant de l'axe de la roue 8, ce qui permet de relier directement sur cet axe d'entrée un arbre de transmission 24 qui passe à côté du support 10 comprenant un ressort de suspension 10, se trouvant aligné sur l'axe de la roue. En modifiant seulement les moyeux des roues arrière pour leur adapter le carter de transmission 20, et sans modifier les autres éléments, notamment la suspension et la traverse arrière, on peut ainsi motoriser les roues arrière 8. En variante l'arbre de transmission 24 pourrait être déporté dans une autre direction, notamment vers l'arrière.

De plus on réalise aussi avec la transmission 20 en choisissant le diamètre des pignons 22, 26, un réducteur de vitesse qui permet notamment de faire tourner la motorisation ainsi que l'arbre de transmission 24 à une vitesse plus élevée, ces éléments délivrant un couple sur la roue augmenté par le réducteur. Le couple délivré par la motorisation sur les arbres de transmission 24 peut être réduit, le dimensionnement de ces arbres, notamment le diamètre, peut aussi être diminué. La figure 3 représente une partie latérale d'un train arrière 41, comprenant fixés sur une traverse, un bras sensiblement longitudinal 42 ainsi que des bras inférieur ou un triangle inférieur 40, qui portent et guident un carter de transmission 20 supportant la roue 8. Un support 10 comprenant un ressort qui est aussi situé sensiblement dans l'axe de la roue 8, constitue l'élément porteur de la caisse du véhicule. La transmission à engrenage du carter de transmission 20, permet de la même manière de déporter vers l'avant l'arbre de transmission 24, et de réaliser une réduction de la vitesse d'entraînement. La figure 4 présente une roue arrière 8 fixée sur un moyeu 28, comprenant un plateau d'appui supportant un disque de frein 58 et la jante de la roue, et un arbre axial 50.

On trouve successivement sur l'arbre axial 50 du moyeu 28, en partant du côté de la roue 8, un joint d'étanchéité dynamique 56 assurant l'étanchéité entre un carter de transmission 20 et l'arbre du moyeu, un premier roulement 52 maintenu dans ce carter, un pignon récepteur 26 à denture externe, et un deuxième roulement 52 maintenu dans un couvercle 54. Le couvercle 54 ferme le carter de transmission 20 du côté intérieur, suivant un plan de joint transversal assurant une étanchéité, pour maintenir de l'huile dans ce carter. Une vis axiale 72 traverse l'arbre du moyeu 50, pour serrer par un écrou 70 situé du côté extérieur, les roulements 52 qui subissent ainsi une précontrainte axiale.

Sur un axe parallèle à l'axe de la roue 8, on trouve successivement en partant du côté de la roue dans le carter de transmission 20, un premier roulement 62, un joint d'étanchéité dynamique 64, un pignon d'entraînement 22 à denture externe qui engrène sur le premier pignon 26, un deuxième joint d'étanchéité dynamique 64. On trouve enfin un deuxième roulement 52 qui est maintenu dans le couvercle 54. Les deux roulements 62 portent un arbre creux 60 lié au pignon d'entraînement 22 et comprenant un perçage axial, les joints dynamiques 64 assurant une étanchéité entre cet arbre creux et le carter de transmission 20.

L'arbre creux 60 reçoit dans son perçage axial l'extrémité d'un arbre de transmission 24 qui lui est relié par des cannelures, pour assurer une transmission du couple entre ces deux éléments. L'arbre de transmission 24 est maintenu axialement dans l'arbre creux 60 par une vis d'extrémité 66 qui se visse dans un taraudage axial situé en bout de cet arbre de transmission, la tête de la vis pressant sur une rondelle qui prend appui sur un épaulement interne du perçage axial de l'arbre creux. Du côté intérieur, un joint d'étanchéité dynamique 68 réalise une étanchéité complémentaire entre l'arbre de transmission 24 et le couvercle 54 du carter de transmission 20, pour protéger le deuxième roulement 62 qui ne se trouve pas dans le volume fermé de ce carter de transmission. L'arbre de transmission 24 comporte du côté de la roue 8, un joint d'articulation recouvert par un soufflet d'étanchéité qui permet de suivre les oscillations de la suspension. Le couvercle 54 du carter de transmission 20 comporte des articulations non représentées, de liaison avec des bras de suspension qui le relient à la caisse du véhicule. L'adaptation d'une transmission sur un train arrière n'en comportant pas peut se faire simplement sans modifier la traverse ni les bras de suspension, seul le porte-moyeu et le moyeu étant modifiés. On garde une grande partie du train arrière qui est standard, ce qui réduit les coûts de développement et de fabrication.

On réalise ainsi une transmission simple compacte, comportant peu de composants et disposant d'un bon rendement, qui permet facilement par une modification des diamètres des pignons, de réaliser différents rapports de transmission pour s'adapter à une gamme de véhicules. De plus avec un réducteur de vitesse, le couple d'entraînement de cette transmission peut être réduit. En variante pour obtenir un plus grand rapport de démultiplication, on peut prévoir un pignon d'entraînement 22 à denture externe, qui engrène avec la denture interne d'un pignon récepteur formant une couronne.

On peut en particulier réaliser un train arrière motorisé pour un véhicule à quatre roues motrices disposant d'un moteur thermique entraînant d'une manière principale les roues avant, et d'une manière complémentaire les roues arrière. En variante, ce train arrière peut être motorisé par une machine électrique pour réaliser un véhicule hybride.

Dans ces deux cas, la puissance à transmettre par les roues arrière est faible et la durée d'utilisation est limitée, ce qui permet de concevoir une transmission par engrenage compacte avec des dimensions réduites. De plus, des pertes de rendement sur cette transmission ne passant qu'une petite partie de la puissance, ont peu d'effet sur le rendement global de la motorisation. L'invention se combine particulièrement avec un train arrière à traverse déformable comprenant des amortisseurs de suspension disposés en face des axes des roues arrière, ou à un train arrière comportant des suspensions du type Macpherson.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1 ù Véhicule automobile comportant une motorisation principale du train avant et une motorisation complémentaire du train arrière, ce train arrière comprenant des moyeux de roue (28) reliés à la caisse du véhicule par des éléments de guidage (2, 4, 40, 42) et de support (10) pour permettre un débattement des suspensions, caractérisé en ce que les moyeux de roue (28) du train arrière comportent chacun une transmission par engrenage comprenant un arbre d'entraînement (60) déporté par rapport à l'axe de la roue, qui est directement entraîné par un arbre de transmission (24). 2 ù Véhicule automobile suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la transmission par engrenage comporte un premier pignon d'entraînement (22) lié à l'arbre d'entraînement (60), qui engrène avec un deuxième pignon récepteur (26) disposé suivant l'axe de la roue (8). 3 ù Véhicule automobile suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un des pignons de la transmission par engrenage, forme une couronne comportant une denture interne, sur laquelle engrène l'autre pignon comportant une denture externe. 4 ù Véhicule automobile suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que tous les pignons (22, 26) comportent une denture externe. 5 ù Véhicule automobile suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre d'entraînement (60) comprend un perçage axial recevant l'extrémité de l'arbre de transmission (24), des moyens d'entraînement étant interposés entre ces deux arbres. 6 ù Véhicule automobile suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque arbre (50, 60) portant un pignon (22, 26), comporte axialement de chaque côté de ces pignons un roulement (52, 62), l'un de ces roulements étant fixé dans un carter de transmission (20), l'autre de ces roulements étant fixé dans un couvercle (54) qui ferme le carter de transmission.7 ù Véhicule automobile suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le couvercle (54) du carter de transmission (20), comporte des articulations de liaison avec des bras de suspension qui le relient à la caisse du véhicule. 8 ù Véhicule automobile suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un support (10) comprenant un ressort de suspension, se trouve sensiblement aligné sur l'axe de la roue (8). 9 ù Véhicule automobile suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un moteur thermique entraînant d'une manière principale les roues avant, et d'une manière complémentaire les roues arrière. 10 ù Véhicule automobile suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un moteur thermique entraînant d'une manière principale les roues avant, et une machine électrique entraînant d'une manière complémentaire les roues arrière.