FR2952154A1

FR2952154A1 - Boite de vitesses a double embrayage

Info

Publication number: FR2952154A1
Application number: FR0957657A
Authority: FR
Inventors: Aurelien Renault
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-05-06
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: EP2494236A1; FR2952154B1; WO2011051636A1

Abstract

La présente invention concerne une boîte de vitesses (1, 1') pour un véhicule, comportant un premier arbre primaire (51) portant des pignons d'entraînement (53) associés aux vitesses paires et à la marche arrière, un second arbre primaire (52) portant des pignons d'entraînement (54) associés aux vitesses impaires, des premier (61) et second (62) arbres secondaires portant une pluralité de pignons entraînés (63, 64), lesdits pignons entraînés (63, 64) étant montés fous sur lesdits arbres secondaires (61, 62), des synchroniseurs (7) portés par les deux arbres secondaires (61, 62), chaque synchroniseur (7) étant positionné entre deux pignons entraînés (63, 64), permettant de craboter sélectivement chacun desdits pignons entraînés (63, 64) à l'arbre secondaire (61, 62) le supportant, ladite boîte de vitesses comportant sept vitesses de marche avant, chaque vitesse de marche avant étant définie par un engrenage comportant un pignon d'entrainement (51, 52) engrenant en permanence avec un pignon entrainé (53, 54), telle qu'un pignon entraîné de deuxième vitesse (64.2) est disposé sur le même arbre secondaire (62) qu'un pignon entraîné de première vitesse (64.1).

Description

i Boite de vitesses à double embrayage L'invention concerne une boîte de vitesses pour un véhicule automobile destinée à être reliée à un mécanisme à double embrayage et 5 comportant sept vitesses de marche avant et une vitesse de marche arrière. Par vitesses, on entend les rapports des vitesses entre un arbre d'entrée et un arbre de sortie de la boîte de vitesses. L'invention concerne plus particulièrement une telle boîte de vitesses dont le carter renfermant le mécanisme de transmission présentant une io optimisation de son dimensionnement. Une telle boîte de vitesses destinée à être reliée à un mécanisme à double embrayage et comportant sept vitesses de transmission se retrouve dans le document US 2005/0000307. Dans ce document, la boîte de vitesses présente un agencement interne ayant pour but d'optimiser la 15 longueur des arbres primaires et secondaires, permettant d'obtenir une boîte de vitesses relativement peu encombrante dans le sens de ces arbres. Une telle boîte de vitesses est surtout intéressante en vue d'un montage dans le prolongement de l'axe principal du moteur, transversalement dans un véhicule à traction avant. Mais par contre, une telle boîte de vitesses 20 présente une hauteur et une largeur ne permettant que difficilement son implantation perpendiculairement par rapport à l'axe principal du moteur ou pour une implantation sous le moteur. Le but de l'invention est de proposer une boîte de vitesses double embrayage à sept vitesses présentant une architecture interne permettant 25 d'optimiser son dimensionnement. A cet effet, l'invention a pour objet une boîte de vitesses pour un véhicule, comportant un premier arbre primaire portant des pignons d'entraînement associés aux vitesses paires et à la marche arrière, un second arbre primaire portant des pignons d'entraînement associés aux vitesses impaires, des premier et second arbres secondaires portant une pluralité de pignons entraînés, lesdits pignons entraînés étant montés fous sur lesdits arbres secondaires, des synchroniseurs portés par les deux arbres secondaires, chaque synchroniseur étant positionné entre deux pignons entraînés, permettant de craboter sélectivement chacun desdits pignons entraînés à l'arbre secondaire le supportant, ladite boîte de vitesses comportant sept vitesses de marche avant, chaque vitesse de marche avant étant définie par un engrenage constitué par un pignon d'entrainement io engrenant en permanence avec un pignon entrainé, telle qu'un pignon entraîné de deuxième vitesse associé à un engrenage de deuxième vitesse est disposé sur le même arbre secondaire qu'un pignon entraîné de première vitesse associé à un engrenage de première vitesse. la vitesse de marche arrière est constituée d'un train d'engrenage 15 comprenant l'engrenage de deuxième vitesse, ledit engrenage de deuxième vitesse étant constitué d'un pignon d'entrainement de deuxième vitesse engrenant avec le pignon entraîné de deuxième vitesse et par un engrenage de marche arrière, ledit engrenage de marche arrière étant constitué d'un pignon intermédiaire d'entraînement engrenant en permanence avec un 20 pignon entraîné de marche arrière, avec ledit pignon intermédiaire d'entraînement étant solidarisé coaxialement ou venant de matière avec le pignon entraîné de deuxième vitesse. Les premier et second arbres primaires sont montés coaxiaux, le premier arbre primaire creux entourant le second arbre primaire. 25 La boîte de vitesses comporte quatre synchroniseurs, les premier et deuxième synchroniseurs étant montés sur le second arbre secondaire, les troisième et quatrième synchroniseurs étant montés sur le premier arbre secondaire. Dans le but de rendre la boîte de vitesses plus compacte, les pignons 30 entraînés correspondant aux sixième et quatrième vitesses peuvent engrener le même pignon d'entrainement. Il est aussi possible d'avoir les pignons entraînés correspondant aux septième et cinquième vitesses qui engrènent le même pignon d'entrainement. Suivant un premier agencement interne de la boîte de vitesses, les pignons entrainés de première et de septième vitesses sont positionnés sur le second arbre secondaire, les pignons entrainés de troisième et de cinquième vitesses étant positionnés sur le premier arbre secondaire. Suivant un second agencement interne de la boîte de vitesses, les pignons entrainés de première et de cinquième vitesses sont positionnés sur io le second arbre secondaire, les pignons entrainés de troisième et de septième vitesses étant positionnés sur le premier arbre secondaire. Suivant une première variante d'un de ces deux modes d'agencement interne de la boîte de vitesses, les pignons entrainés de deuxième et de sixième vitesses sont positionnés sur le second arbre secondaire, les 15 pignons entrainés de quatrième vitesse et de la vitesse de marche arrière étant positionnés sur le premier arbre secondaire. Suivant une seconde variante d'un de ces deux modes d'agencement interne de la boîte de vitesses, les pignons entrainés de deuxième et de quatrième vitesses sont positionnés sur le second arbre secondaire, les 20 pignons entrainés de sixième vitesse et de la vitesse de marche arrière étant positionnés sur le premier arbre secondaire. D'autres avantages et caractéristiques techniques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui suit en référence aux figures des dessins annexés parmi lesquelles : 25 - La figure 1 représente, de manière schématique, un premier mode de réalisation d'un dispositif de transmission d'un véhicule suivant l'invention ; et - La figure 2 représente, de manière schématique, un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de transmission d'un véhicule suivant l'invention. Sur la figure 1 est représenté de manière schématique un premier mode de réalisation d'un dispositif de transmission d'un véhicule. Le dispositif de transmission est constitué d'une boîte de vitesses 1, d'un différentiel 2 et d'un dispositif à double embrayage 3. L'arbre de sortie d'un moteur (non représenté) est relié au dispositif de transmission par un arbre d'entrée 4. L'arbre d'entrée 4 entraine en rotation une cloche d'embrayage io 33 renfermant un premier embrayage 31 et un second embrayage 32 du dispositif à double embrayage 3. Le premier 31 et le second 32 embrayages relient de manière sélective l'arbre d'entrée 4, respectivement, soit à un premier arbre primaire 51 de la boîte de vitesses 2, soit à un second arbre primaire 52 de la boîte de vitesses 2. Les premier 51 et second 52 arbres 15 primaires sont montés coaxiaux avec le second arbre primaire 52 portant le premier arbre primaire 51 qui est creux. Sur le premier arbre primaire 51 est fixement positionné des pignons d'entraînement 53 correspondant aux vitesses paires et à la vitesse de marche arrière de la boîte de vitesses 1. Sur le second arbre primaire 52 est fixement positionné des pignons 20 d'entraînement 54 correspondant aux vitesses impaires de la boîte de vitesses 1. La boîte de vitesses 1 comporte aussi un premier arbre secondaire 61 et un second arbre secondaire 62, positionnés parallèlement aux deux arbres primaires 51 et 52. Les premier et second arbres secondaires 61 et 62 portent des pignons entraînés 63 montés fous. Chacun 25 de ces pignons entraînés 63 engrenant en permanence avec un des pignons d'entraînement 53 du premier arbre primaire 51 ou un des pignons d'entraînement 54 du second arbre primaire 52. La boîte de vitesses 1 ainsi représenté comporte sept vitesses de marche avant et une vitesse de marche arrière, disposées comme suit : 30 - la première vitesse correspond à l'engrenage Z1 est formée par un pignon entraînant de première vitesse 54.1 porté par le second arbre primaire 52 engrenant avec un pignon entraîné de première vitesse 64.1 monté fou sur le second arbre secondaire 62, - la deuxième vitesse correspond à l'engrenage Z2 est formée par un pignon entraînant de deuxième vitesse 53.2 porté par le premier arbre primaire 51 engrenant avec un pignon entraîné de deuxième vitesse 64.2 monté fou sur le second arbre secondaire 62, - la troisième vitesse correspond à l'engrenage Z3 est formée par un pignon entraînant de troisième vitesse 54.3 porté par le second arbre primaire 52 engrenant avec un pignon entraîné de io troisième vitesse 63.3 monté fou sur le premier arbre secondaire 61, - la quatrième vitesse correspond à l'engrenage Z4 est formée par un pignon entraînant de quatrième vitesse 53.2 porté par le premier arbre primaire 51 engrenant avec un pignon entraîné de quatrième vitesse 63.2 monté fou sur le premier arbre secondaire 61, 15 - la cinquième vitesse correspond à l'engrenage Z5 est formée par un pignon entraînant de cinquième vitesse 54.5 porté par le second arbre primaire 52 engrenant avec un pignon entraîné de cinquième vitesse 63.5 monté fou sur le premier arbre secondaire 61, - la sixième vitesse correspond à l'engrenage Z6 est formée par 20 un pignon entraînant de sixième vitesse 53.6 porté par le premier arbre primaire 51 engrenant avec un pignon entraîné de sixième vitesse 64.2 monté fou sur le second arbre secondaire 62, - la septième vitesse correspond à l'engrenage Z7 est formée par un pignon entraînant de septième vitesse 53.7 porté par le 25 second arbre primaire 52 engrenant avec un pignon entraîné de septième vitesse 64.7 monté fou sur le second arbre secondaire 62, - la vitesse de marche arrière correspond au train d'engrenages formé par l'engrenage de la deuxième vitesses Z2 et par un engrenage supplémentaire ZR constitué d'un pignon intermédiaire d'entraînement 64.R monté fou sur le second arbre secondaire 62, engrenant avec un pignon entraîné de marche arrière 63.R monté fou sur le premier arbre secondaire 61. Pour permettre au pignon entraînant de deuxième vitesse 53.2 d'entrainer le pignon entraîné de marche 63.R, le pignon intermédiaire d'entraînement 64.R est solidarisé avec le pignon entraîné de deuxième vitesse 64.2. Ces deux derniers pignons pouvant être obtenu à partir d'une même pièce moulée ou forgée avant usinage ou par deux pignons indépendants io soudés, vissés ou emmanchés sur un même tube creux monté libre sur le second arbre secondaire. Pour permettre la sélection d'une de ces vitesses, chacun des pignons entraînés peut être solidarisé par crabotage au premier 61 ou au second 62 arbre secondaire sur lequel il est monté au moyen d'une bague 15 de synchro. L'activation de la bague de synchro correspondante se faisant par déplacement d'un baladeur. Un même baladeur pouvant commander deux bagues de synchro suivant le sens dans lequel il est déplacé le long du premier 61 ou du second 62 arbre secondaire. L'ensemble constitué de deux bagues de synchro et d'un baladeur forme un synchroniseur 7. Une telle 20 boîte de vitesses à sept vitesses de marche avant et une vitesse de marche arrière est commandée par quatre synchroniseurs 7 positionnés entre deux pignons entraînés ; Le premier synchroniseur 7.1 étant positionné entre le pignon entraîné de la première vitesse 64.1 et le pignon entraîné de la septième vitesse 64.7, le second synchroniseur 7.2 étant positionné entre le 25 pignon entraîné de la deuxième vitesse 64.2 et le pignon entraîné de la sixième vitesse 64.6, le troisième synchroniseur 7.3 étant positionné entre le pignon entraîné de la troisième vitesse 63.3 et le pignon entraîné de la cinquième vitesse 63.5 et le quatrième synchroniseur 7.4 étant positionné entre le pignon entraîné de la quatrième vitesse 63.4 et le pignon entraîné 30 de la marche vitesse 64.R.

Comme vu précédemment, le premier arbre primaire 51 et le second arbre primaires 52 sont reliés indépendamment à l'arbre d'entrée 4 du double embrayage 3 par, respectivement, le premier embrayage 31 et le second embrayage 32. Lorsqu'une vitesse paire est déjà sélectionnée avec le second embrayage 32 fermé, reliant l'arbre d'entré 4 avec le second arbre primaire 52 et avec le pignon fou correspondant à cette vitesse paire craboté sur son arbre secondaire, une vitesse impaire peut être présélectionnée par crabotage de son pignon fou correspondant sur son arbre secondaire, en maintenant ouvert le premier embrayage 31. Le passage de la vitesse paire io à la vitesse impaire se faisant par la fermeture et par l'ouverture simultanément du second embrayage 32 et du premier embrayage 31. Le passage entre une vitesse impaire et une vitesse paire se faisant d'une manière analogue. Un tel passage de vitesses s'effectue sans rupture de couple entre l'arbre d'entré 4 de l'embrayage 3 et une couronne dentée 21 15 du différentiel 2 engrenant en permanence avec deux pignons 65 solidaires des deux arbres secondaires 61 et 62 de la boîte de vitesses 1. Chaque pignons 65 étant positionné à une extrémité du premier 61 et du second 62 arbre secondaire, du même coté de la boîte de vitesses 1. Du fait de la répartition des synchroniseurs sur les deux arbres 20 secondaires 61 et 62, une telle boîte sept vitesses à double embrayage présente l'avantage d'être plus compact suivant l'axe des arbres primaires et secondaire, mais présente par contre l'inconvénient de présenter une hauteur et une largeur plus importante, rendant une telle boîte de vitesse 1 plus adapté à être positionné dans le prolongement du moteur que 25 transversalement ou sous celui-ci. Le fait de positionner les deux pignons entraînés de plus grand diamètre, le pignon entraîné de la première vitesse 64.1 et le pignon entraîné de la deuxième vitesse 64.2 sur le même second arbre secondaire 62, permet d'optimiser la forme du carter formant la surface extérieure de la boîte de vitesse 1. De même l'utilisation du pignon 30 d'entraînement intermédiaire 64.R de plus petit diamètre que le pignon entraîné de deuxième vitesse 64.2, permet de diminuer la distance entre les axes des deux arbres secondaires 61 et 62 et permet aussi de diminuer le diamètre du pignon entraîné de marche arrière 63.R, pignon de plus grand diamètre du premier arbre secondaire, optimisant encore la hauteur et la largeur de la boîte de vitesses. La figure 2 représente une configuration différente des engrenages des quatre dernières vitesses Z4, Z5, Z6 et Z7 tels que présenté en figure 1. Ainsi le pignon d'entraînement de la cinquième vitesse 54.5 vient engrener avec le pignon entraîné de la septième vitesse 64.7 remplaçant le pignon d'entraînement de la septième vitesse 54.7 visible en figure 1. Pour conserver le même rapport de démultiplication, le pignon d'entraînement de io la cinquième vitesse 54.5 étant plus petit que le pignon d'entraînement de la septième vitesse 54.7, le pignon entraîné de la septième vitesse 64.7 est diminué de diamètre, modifiant de fait la distance entre l'axe des arbres primaires 51 et 52 et l'axe du second arbres secondaires 62. La modification de cette distance a des répercutions sur les 15 engrenages de la première vitesse Z1 et de la deuxième vitesse Z2 et sur le pignon entraîné de la sixième vitesse 64.6 qui peut directement engrener sur le pignon d'entraînement de la quatrième vitesse 53.4 tout en conservant un rapport de démultiplication pratiquement constant. Une telle configuration de la boîte de vitesses permet de diminuer encore l'encombrement suivant l'axe 20 des arbres primaires et secondaire, tout en améliorant le rendement de la boîte de vitesses 1' du fait de la diminution du nombre de pièce en mouvement. Par contre la diminution du diamètre des engrenages de la première vitesse Z1 et de la deuxième vitesse Z2, ainsi que la diminution de diamètre des pignons entraînés des sixième 64.6 et septième 64.7 vitesses 25 diminue le couple transmissible par la boîte de vitesses 1' sur ces quatre vitesses. Bien entendu l'augmenter les dimensions de l'ensemble des pignons constituant cette boîte de vitesses 1' permet d'enlever cette limitation de couple, mais augmente aussi le volume global de la boîte de vitesses 1'. Une telle configuration diminue aussi les possibilités de 30 modifications de certains rapports de démultiplication de certaines vitesses notamment, pour une dimension de l'entraxes des deux arbres secondaires figée, lie le rapport de démultiplication de la quatrième vitesse au rapport de démultiplication de la sixième vitesse et lie le rapport de démultiplication de la cinquième vitesse au rapport de démultiplication de la septième vitesse. Il est aussi possible de ne modifier que l'engrenage de la septième vitesse Z7' ou l'engrenage de la sixième vitesse Z6' pour conserver une plus grande latitude de modification des rapports de démultiplications de ces vitesses. En contre partie l'encombrement suivant l'axe des arbres primaires et secondaire, et l'amélioration du rendement de la boîte de vitesses 1' est moins optimal. io Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au seul mode de réalisation qui vient d'être décrit, il pourra y être apporté de nombreuses modifications de détail sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS1. Boîte de vitesses (1, 1') pour un véhicule, comportant un premier arbre primaire (51) portant des pignons d'entraînement (53) associés aux vitesses paires et à la marche arrière, un second arbre primaire (52) portant des pignons d'entraînement (54) associés aux vitesses impaires, des premier (61) et second (62) arbres secondaires portant une pluralité de pignons entraînés (63, 64), lesdits pignons entraînés (63, 64) étant montés fous sur lesdits arbres secondaires (61, 62), des synchroniseurs (7) portés io par les deux arbres secondaires (61, 62), chaque synchroniseur (7) étant positionné entre deux pignons entraînés (63, 64), permettant de craboter sélectivement chacun desdits pignons entraînés (63, 64) à l'arbre secondaire (61, 62) le supportant, ladite boîte de vitesses comportant sept vitesses de marche avant, chaque vitesse de marche avant étant définie par 15 un engrenage comportant un pignon d'entrainement (51, 52) engrenant en permanence avec un pignon entrainé (53, 54), caractérisée en ce qu'un pignon entraîné de deuxième vitesse (64.2) est disposé sur le même arbre secondaire (62) qu'un pignon entraîné de première vitesse (64.1).
2. Boîte de vitesses (1, 1') selon la revendication 1, caractérisée en 20 ce que la vitesse de marche arrière est constituée d'un train d'engrenages comprenant l'engrenage de deuxième vitesse (Z2), ledit engrenage de deuxième vitesse (Z2) étant constitué d'un pignon d'entrainement de deuxième vitesse (53 .2) engrenant avec le pignon entraîné de deuxième vitesse (64.2) et par un engrenage de marche arrière (ZR), ledit engrenage 25 de marche arrière (ZR) étant constitué d'un pignon intermédiaire d'entraînement (64.R) engrenant en permanence avec un pignon entraîné de marche arrière (63.R), ledit pignon intermédiaire d'entraînement (64.R) étant solidarisé coaxialement ou venant de matière avec le pignon entraîné de deuxième vitesse (64.2).Il
3. Boîte de vitesses (1, 1') selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les premier (51) et second (52) arbres primaires sont montés coaxiaux, le premier arbre primaire (51) creux entourant le second arbre primaire (52).
4. Boîte de vitesses (1, 1') selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte quatre synchroniseurs (7), les premier (7.1) et deuxième (7.2) synchroniseurs étant montés sur le second arbre secondaire (62), les troisième (7.3) et quatrième (7.4) synchroniseurs étant montés sur le premier arbre secondaire (61). io
5. Boîte de vitesses (1') selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les pignons entraînés correspondant aux sixième (64.6) et quatrième (63.4) vitesses engrènent le même pignon d'entrainement (53.4).
6. Boîte de vitesses (1') selon l'une quelconque des revendications 15 précédentes, caractérisée en ce que les pignons entraînés correspondant aux septième (64.7) et cinquième (63.5) vitesses engrènent le même pignon d'entrainement (54.5).
7. Boîte de vitesses (1, 1') selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que les pignons entrainés de 20 première (64.1) et de septième vitesses (64.7) sont positionnés sur le second arbre secondaire (62), les pignons entrainés de troisième (63.3) et de cinquième vitesses (63.5) étant positionnés sur le premier arbre secondaire (61).
8. Boîte de vitesses (1, 1') selon l'une quelconque des 25 revendications 4 à 6, caractérisée en ce que les pignons entrainés de première (64.1) et de cinquième vitesses (64.7) sont positionnés sur le second arbre secondaire (62), les pignons entrainés de troisième (63.3) et de septième vitesses (63.5) étant positionnés sur le premier arbre secondaire (61).
9. Boîte de vitesses (1, 1') selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que les pignons entrainés de deuxième (64.2) et de sixième vitesses (64.6) sont positionnés sur le second arbre secondaire (62), les pignons entrainés de quatrième vitesse (63.4) et de la vitesse de marche arrière (63.R) étant positionnés sur le premier arbre secondaire (61).
10. Boîte de vitesses (1, 1') selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que les pignons entrainés de deuxième (64.2) et de quatrième vitesses (64.6) sont positionnés sur le second arbre secondaire (62), les pignons entrainés de sixième vitesse (63.4) et de la vitesse de lo marche arrière (63.R) étant positionnés sur le premier arbre secondaire (61).