FR2962180A1 - Dispositifs de transmission, groupe moto propulseur, accumulateur d'energie, et vehicule ainsi equipe - Google Patents

Dispositifs de transmission, groupe moto propulseur, accumulateur d'energie, et vehicule ainsi equipe Download PDF

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Abstract

Un mécanisme différentiel (6) est installé entre le moteur thermique (1) et les roues (2) d'un véhicule. L'organe rotatif de commande (13) du mécanisme différentiel (6) est raccordé d'une part à l'organe rotatif d'entrée (9) par un variateur de vitesse (7) et d'autre part à un accumulateur d'énergie cinétique (52) comprenant deux volants d'inertie (58) coaxiaux et contrarotatifs. Le réglage du variateur de vitesse (7) est piloté pour charger et décharger l'accumulateur (52) lors du freinage et respectivement lors de l'accélération du véhicule.

Description

IFB B10 ANR LRT
« Dispositifs de transmission, groupe motopropulseur, accumulateur d'énergie, et véhicule ainsi équipé »
Description
La présente invention concerne un dispositif de transmission à variation continue.
La présente invention concerne également un tel dispositif de transmission ayant une capacité d'accumulation et de restitution d'énergie, en particulier pour un véhicule automobile.
15 La présente invention concerne encore un groupe motopropulseur pour un véhicule.
La présente invention concerne encore un accumulateur d'énergie cinétique.
20 Les dispositifs de transmission à variation continue offrent une gamme de rapports limitée entre l'organe rotatif d'entrée et l'organe rotatif de sortie.
En outre, ces dispositifs ont presque toujours un rendement dégradé, si on les compare par exemple au rendement d'une boîte de vitesses proposant 25 un certain nombre de rapports préétablis.
Dans les dispositifs de transmission connus, y compris lorsqu'ils sont à variation continue, l'immobilisation de l'organe rotatif de sortie pose un problème lorsque l'organe rotatif d'entrée est en rotation. Il est possible de 30 prévoir un embrayage, qui est un organe d'usure nécessitant d'être actionné, automatiquement ou au moyen d'une pédale. Une autre solution consiste à prévoir dans le dispositif de transmission une possibilité de glissement. Mais un tel glissement est synonyme d'usure, d'échauffement, et de dissipation d'énergie: 1 10 35 Par ailleurs, les dispositifs de transmission à variation continue de l'art antérieur ne peuvent assurer la rotation de l'organe de sortie que dans un seul sens. Il faut enclencher une pignonerie d'inversion de marche pour réaliser, dans l'exemple d'un véhicule, un rapport de marche arrière.
Il existe des véhicules hybrides dans lesquels l'arbre d'un moteur thermique est relié aux roues du véhicule par une transmission comprenant une voie mécanique est une voie électrique et électrochimique équipée de deux machines dynamo-électriques et d'un accumulateur d'énergie électrique: Cette solution résout d'une certaine manière la problématique ci-dessus, mais elle est particulièrement complexe et coûteuse. Les véhicules hybrides actuels récupèrent une partie de l'énergie de freinage du véhicule. Mais la fraction récupérée est relativement faible, car elle est limitée par la puissance des machines dynamo-électriques et la puissance maximum de charge de l'accumulateur.
Pendant la durée relativement brève d'une accélération, la puissance d'un véhicule hybride peut être accrue électriquement, par l'une des machines dynamo-électriques utilisant de l'énergie contenue dans l'accumulateur: Mais là encore, le surcroît de puissance est limité pour les raisons déjà évoquées.
En outre, le rendement des véhicules hybrides actuels est pénalisé par les nombreuses transformations d'énergie qui s'opèrent dans la voie électrique.
On connaît par ailleurs l'accumulation d'énergie sous forme cinétique dans un volant d'inertie. Cette solution se heurte actuellement à un certain nombre de problèmes. Pour stocker une grande quantité d'énergie, un volant d'inertie a nécessairement un poids relativement élevé, qui entraîne des frottements dans les paliers supportant le volant. Certains volants actuels ne sont donc pas capables de conserver longtemps une énergie cinétique significative. D'autres volants actuels utilisent des matériaux récents pour être plus légers et robustes comme le carbone et pouvoir tourner à des vitesses très élevées, et/ou dans des paliers sans frottements comme des paliers magnétiques. Le coût prohibitif de ces techniques en a, jusqu'à présent, restreint la diffusion.
Il a existé des véhicules comportant un système d'hybridation avec accumulation d'énergie cinétique dans un volant. On a en particulier connu des autobus dans lesquels, à chaque arrêt, l'énergie cinétique du véhicule est accumulée dans un volant, et ce volant restituait l'énergie pour la remise en mouvement du véhicule. L'installation d'un volant d'inertie dans un véhicule pose le problème de l'effet gyroscopique du volant. Cet effet est d'autant plus difficile à maîtriser qu'il varie en fonction de la vitesse de rotation du volant. Il se manifeste sous la forme d'une inertie excessive du véhicule à l'encontre des changements de trajectoire.
La présente invention a pour but de proposer un dispositif de transmission à variation continue qui offre pour l'organe rotatif de sortie une gamme de vitesses particulièrement étendue.
La présente invention a également pour but de proposer un dispositif de transmission à variation continue ayant un excellent rendement.
Un but de la présente invention est de proposer un dispositif de transmission à variation continue qui offre pour l'organe rotatif de sortie une gamme de vitesses comprenant la vitesse nulle et de préférence au moins une vitesse en marche arrière lorsque l'organe rotatif d'entrée tourne dans un seul et même sens.
Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de 25 transmission à accumulation d'énergie relativement simple et économique.
Encore un but de la présente invention est de proposer un dispositif de transmission à accumulation d'énergie capable d'une grande puissance de récupération d'énergie au freinage et/ou d'un grand renfort de puissance à 30 l'accélération.
Il est également dans les buts de l'invention de proposer un dispositif de transmission à accumulation d'énergie cinétique qui soit débarrassé de l'effet gyroscopique.
La présente invention vise également à proposer un groupe motopropulseur pour véhicule, satisfaisant à l'un au moins des buts ci-dessus.
Un but de la présente invention est encore de proposer un véhicule équipé 5 d'un tel groupe motopropulseur.
L'invention a également pour but de proposer un accumulateur d'énergie efficace et économique.
10 L'invention se propose d'offrir des solutions qui satisfont chacune l'un au moins de ces buts, ou encore de proposer des solutions satisfaisant plusieurs de ces buts, ou la totalité d'entre eux.
Suivant un premier aspect de l'invention, le dispositif de transmission à 15 variation continue est caractérisé en ce qu'il comprend : - - un mécanisme différentiel qui relie un organe rotatif d'entrée, un organe rotatif de sortie et un organe rotatif de commande ; - - un variateur de vitesse qui règle un rapport de vitesse entre l'organe rotatif de commande et l'un des organes rotatifs d'entrée et de sortie. 20 Par un réglage du variateur de vitesse dans une gamme de rapports prédéfinie qui est fonction du variateur utilisé, la vitesse de l'organe rotatif de sortie varie dans une plage déterminée pour chaque vitesse de l'organe rotatif d'entrée. Cette plage peut avoir une amplitude plus grande, en 25 termes de rapports de transmission entre l'organe rotatif d'entrée et l'organe rotatif de sortie, que celle qui serait possible en installant le variateur directement entre l'organe rotatif d'entrée et l'organe rotatif de sortie.
30 En outre, grâce à l'invention, le variateur ne transmet qu'une partie de la puissance. Il peut donc être moins gros, moins lourd, moins coûteux. Son rendement, en principe moins bon que celui d'un engrenage, permet au dispositif de variation selon l'invention d'afficher un rendement global exceptionnel.
De préférence, le variateur de vitesse est monté entre l'organe rotatif de commande et l'organe rotatif d'entrée, et le mécanisme différentiel est conçu pour qu'un rapport de vitesse particulier établi par le variateur de vitesse corresponde à une vitesse nulle de l'organe rotatif de sortie.
Suivant une autre disposition préférée, combinable avec la précédente, alors que l'organe rotatif d'entrée et l'organe rotatif de commande tournent dans un même sens respectif, la vitesse de rotation de l'organe rotatif de sortie s'annule et change de sens pour un certain rapport de vitesse établi par le variateur.
Même si, comme cela est préféré, le variateur de vitesse est d'un type classique qui ne permet pas d'inverser la marche de l'un des organes rotatifs qu'il relie par rapport à l'autre, la plage de vitesses de l'organe rotatif de sortie peut comprendre la vitesse nulle ou même une vitesse inversée sans qu'il y ait besoin d'un mécanisme inverseur ou d'un glissement dans le dispositif de transmission.
Le variateur est par exemple du type avec poulies à diamètre variable, 20 connu sous le nom de CVT (« Continuously Variable Transmission »).
Dans un mode de réalisation avantageux, le mécanisme différentiel est d'un type comprenant au moins une paire de satellites qui sont en liaison d'entraînement mutuel et qui engrènent chacun avec l'un respectif de deux 25 organes dentés qui sont couplés chacun avec l'un respectif des deux organes rotatifs précités.
Dans ce type de mécanisme différentiel, les amplitudes de variation de vitesse sont très différentes d'un organe à l'autre. Les deux satellites 30 peuvent être solidaires l'un de l'autre et engrener par exemple avec deux roues planétaires de diamètres différents. Il est toutefois préféré selon l'invention que les deux satellites de la paire engrènent l'un avec l'autre, et que l'un des organes dentés soit une roue planétaire, et l'autre organe denté soit une couronne dentée intérieurement.
Il est alors avantageux que la paire de satellites soit supportée par un porte-satellites qui est couplé avec l'organe rotatif de commande, et tout particulièrement que la couronne soit couplée avec l'organe rotatif d'entrée, et que la roue planétaire soit couplée avec l'organe rotatif de sortie.
Le dispositif de variation de vitesse ainsi obtenu permet une grande plage de rapports de vitesses entre l'organe rotatif d'entrée et l'organe rotatif de sortie, y compris pour l'organe rotatif de sortie une vitesse nulle ou inversée: En outre, la plage de vitesse du porte-satellites qui est nécessaire pour cela est particulièrement étroite, allant par exemple de la moitié de la vitesse de la couronne pour sensiblement doubler la vitesse de la roue planétaire liée à l'organe de sortie, à environ une fois et demie la vitesse de la couronne pour annuler et inverser la vitesse de la roue planétaire.
Un dispositif de variation de vitesse selon l'invention est utilisable dans de nombreux domaines, en particulier chaque fois qu'on a besoin d'une vitesse précise et librement choisie, par exemple pour entraîner un outil à une vitesse librement choisie dans une large gamme. Un autre exemple d'application est l'entraînement d'une machine à une vitesse qui doit être réglée avec précision, par exemple pour qu'elle soit adaptée à la vitesse d'une chaîne de fabrication comprenant d'autres machines. Encore un autre exemple est l'entraînement de véhicules à très faible vitesse, en marche avant comme en marche arrière.
Suivant un second aspect de l'invention, le dispositif de transmission à accumulation d'énergie, comprenant un dispositif de variation de vitesse selon le premier aspect, est caractérisé en ce que l'organe rotatif de commande est couplé avec au moins un volant d'inertie.
Les dispositifs de transmission à accumulation d'énergie présentent de l'intérêt pour l'entraînement à vitesse variable d'une charge ayant une composante inertielle significative. Dans un tel cas, la vitesse de la charge ne peut pas varier de façon instantanée et d'un point de vue pratique varie beaucoup moins vite que la vitesse de l'organe rotatif d'entrée.35 Ainsi, à un instant donné on peut considérer la vitesse de la charge comme imposée. Il a été trouvé selon l'invention qu'un dispositif de variation selon le premier aspect permet, par action sur le variateur, de faire varier à volonté la vitesse du volant en fonction de l'accélération ou de la décélération voulue pour la charge. Pour décélérer la charge, ou renforcer sa décélération, on provoque une accélération du volant. Pour accélérer la charge, ou renforcer son accélération, on provoque une décélération du volant. Dans les deux cas, la vitesse de l'organe rotatif d'entrée s'établit en conséquence.
D'une part un tel dispositif est, dans son principe, purement mécanique. II n'est donc pas soumis à des rendements de transformation d'énergie. D'autre part, la puissance d'un volant d'inertie, que ce soit à l'accélération ou au ralentissement, peut être très élevée et ne dépend en définitive que de la résistance mécanique des composants qui la transmettent.
Le mécanisme différentiel est agencé pour qu'une augmentation de la vitesse de l'organe rotatif de commande corresponde à une diminution de la vitesse de l'organe rotatif de sortie, pour une vitesse donnée de l'organe rotatif d'entrée.
L'invention prévoit pour un accumulateur inertiel destiné à être installé dans un véhicule ou d'une manière générale dans une structure qui doit être capable de se déplacer dans des directions variées et facilement changeantes, l'utilisation de deux volants sensiblement coaxiaux tournant en sens contraire l'un de l'autre. Cette disposition annule l'effet gyroscopique.
De préférence les deux volants ont un axe de rotation vertical.
Pour qu'un accumulateur d'énergie cinétique soit capable de conserver l'énergie pendant un temps relativement long avec des pertes par frottement réduites, il est proposé selon l'invention que le poids de l'au moins un volant soit au moins partiellement supporté par une différence de pression d'un gaz sur deux faces opposées du volant. Malgré le poids relativement important d'un volant d'inertie, il a été trouvé, de façon surprenante, qu'une différence de pression relativement faible suffisait à le réduire fortement ou à l'annuler, en termes de charge supportée par les paliers. On peut ainsi utiliser un volant réalisée dans un matériau classique, comme de l'acier, tournant à une vitesse modérée, par exemple 20 000 tours par minute maximum, donc un volant relativement économique mais fonctionnant avec des pertes remarquablement faibles.
Il est avantageusement prévu des moyens pour piloter le rapport de transmission du variateur de vitesse dans le sens d'une augmentation de la vitesse de l'organe rotatif de commande par rapport à la vitesse de rotation de l'organe rotatif d'entrée lorsque la vitesse de l'organe rotatif de sortie doit être réduite, et/ou dans le sens d'une diminution de la vitesse de l'organe rotatif de commande par rapport à la vitesse de l'organe rotatif d'entrée lorsque la vitesse de l'organe rotatif de sortie doit être augmentée.
Les moyens de pilotage utilisent par exemple une détection de l'état d'activation (ou de non-activation) d'un système de freinage et /ou une détection de l'état d'activation (ou de non-activation) du moteur.
Il peut avantageusement être prévu des moyens pour piloter une source de puissance (moteur) attelée à l'organe rotatif d'entrée, dans le sens d'une augmentation de la vitesse de l'organe rotatif d'entrée lorsque la vitesse de l'organe rotatif de sortie doit être réduite, et/ou dans le sens d'une diminution de la vitesse de rotation de l'organe rotatif d'entrée lorsque la vitesse de l'organe rotatif de sortie doit être augmentée. De tels moyens peuvent consister, par exemple, en une commande d'un papillon des gaz du moteur pour ouvrir légèrement ce papillon et laisser ainsi monter la vitesse de rotation du moteur lors du fonctionnement en retenue (couple négatif). Le but est d'éviter que le moteur dissipe trop d'énergie et/ou empêche ou défavorise la collecte d'énergie par le volant pendant un ralentissement.
Suivant un troisième aspect de l'invention, le groupe motopropulseur pour véhicules automobiles, comprend un moteur et un dispositif de transmission selon le deuxième aspect, dont l'organe rotatif d'entrée peut être couplé à un arbre de puissance du moteur. Le couplage pourra être permanent ou au contraire être capable d'interruption comme on l'exposera plus loin.
Typiquement, et de façon préférée, le moteur est un moteur thermique, en particulier à combustion interne.
Avantageusement, une machine dynamo-électrique est couplée à l'organe 5 rotatif de commande.
En particulier, il peut être prévu un embrayage monté pour permettre la rotation de l'au moins un volant lorsque le moteur thermique est à l'arrêt. La machine dynamo-électrique peut être du même côté de l'embrayage que 10 l'au moins un volant et servir de démarreur qui lance la rotation de l'au moins un volant lorsque l'embrayage est ouvert, puis fermeture de l'embrayage pour lancer le moteur thermique au moyen d'une partie de l'énergie accumulée dans le volant.
15 Alternativement ou cumulativement, le groupe motopropulseur peut comprendre: - - un embrayage monté pour permettre la rotation de l'au moins un volant lorsque le moteur thermique est à l'arrêt ; -- une fonction « start-stop » assurant : 20 i) ouverture de l'embrayage et arrêt du moteur thermique lorsque l'au moins un volant est à sa vitesse maximale à l'issue d'au moins une première phase de ralentissement de l'organe rotatif de sortie ; ii) fermeture progressive de l'embrayage pour redémarrer le moteur et réaccélérer l'organe rotatif de sortie à partir d'une vitesse nulle ou non nulle 25 de l'organe rotatif de sortie, avec diminution de la vitesse du volant.
Dans encore une autre combinaison, compatible avec les précédentes, le groupe motopropulseur comprend : - - un embrayage monté pour permettre la rotation de l'au moins un volant 30 lorsque le moteur thermique est à l'arrêt ; - - la machine dynamo-électrique est du même côté de l'embrayage que l'au moins un volant et sert de démarreur par lancement de l'au moins un volant lorsque l'embrayage est ouvert, puis fermeture de l'embrayage pour lancer le moteur thermique ; 35 -- un accumulateur électrique relié à la machine dynamo-électrique ; -- une fonction « arrêt prolongé » assurant, lorsque l'embrayage est ouvert et le moteur arrêté : i) transformation de l'énergie cinétique de l'au moins un volant en un courant de charge de l'accumulateur par la machine dynamo-électrique fonctionnant en génératrice juste après l'immobilisation du véhicule pour un arrêt prolongé ; ii) relance du volant par la machine dynamo-électrique fonctionnant en moteur à l'issue de l'arrêt prolongé du véhicule.
Lorsque le conducteur du véhicule manifeste qu'il va quitter le véhicule, par exemple en plaçant la clé de contact en position arrêt, ou en retirant la clé de contact, il est peu approprié de conserver l'énergie sous forme cinétique car elle va se dissiper dans les frottements. Mieux vaut transformer l'énergie cinétique en énergie chimique dans un accumulateur, puis retransformer cette énergie chimique en énergie cinétique au début de l'utilisation suivante du véhicule.
De préférence, pendant que le véhicule est en utilisation, la machine dynamo-électrique charge la batterie à un niveau relativement bas, et réduit ou interrompt la charge lorsque ce niveau relativement bas tend à être dépassé. Ainsi, on économise de l'énergie pendant l'utilisation du véhicule et on garde dans l'accumulateur (la batterie) une capacité de charge disponible pour la récupération de l'énergie cinétique du volant au début d'une période d'arrêt prolongé, comme exposé plus haut.
Le dispositif de variation de vitesse selon l'invention peut dans certains cas modifier le couple du moteur, soit de manière permanente en raison des rapports de diamètre dans le mécanisme différentiel, soit de manière variable grâce à l'accumulateur d'énergie cinétique. Il est cependant avantageux de prévoir une boîte de vitesses entre l'organe rotatif de sortie et les roues du véhicule. Une telle boîte de vitesses assure les adaptations classiques de couple et de vitesse de rotation entre les roues et le moteur en fonction des conditions de circulation, même si une partie de ces adaptations peut-être rendue inutile par l'action du dispositif de transmission à accumulation d'énergie. Ce dernier peut par exemple renforcer une accélération sans qu'il soit nécessaire de changer le rapport de transmission dans la boîte de vitesses. Par contre, le franchissement d'une côte nécessitera en général de changer le rapport de transmission dans la boîte de vitesses.
Il est avantageux que le groupe motopropulseur comprenne des moyens de pilotage qui, pendant un changement de rapport dans la boîte de vitesses, agissent sur le variateur pour faire varier la vitesse des organes rotatifs d'entrée et de sortie par rapport à la vitesse de l'organe rotatif de commande pour que l'organe rotatif de sortie ait une nouvelle vitesse de rotation correspondant au nouveau rapport de transmission. Grâce à cela, les synchroniseurs de la boîte de vitesses sont moins sollicités ou peuvent même devenir inutiles. En outre, les changements de rapports dans la boîte de vitesses peuvent être particulièrement rapides.
Il est avantageux que la boîte de vitesses soit une boîte de vitesses automatique ou au moins une boîte de vitesses robotisée ou semi-automatique, c'est-à-dire dont les changements de rapports peuvent être commandés par le conducteur du véhicule, mais exécutés par un automate.
Ceux-ci permettent aux moyens de pilotage du groupe motopropulseur de combiner, d'une manière qui ne serait pas réalisable manuellement, les actions de la boîte de vitesses, du dispositif de variation et le cas échéant du moteur.
Suivant un quatrième aspect, l'invention concerne un véhicule, en particulier un véhicule automobile terrestre, équipé d'un groupe motopropulseur selon le troisième aspect. Un tel véhicule peut-être de toute espèce, du deux-roues aux véhicules utilitaires en passant par les véhicules de tourisme. Toutefois, l'invention est particulièrement avantageuse pour les véhicules à arrêts fréquents : autobus urbains, camions ou voitures de ramassage, en particulier ramassage des déchets ménagers, véhicules de distribution porte à porte, par exemple distribution du courrier, véhicules utilisés principalement en ville.
Suivant un cinquième aspect de l'invention, l'accumulateur d'énergie cinétique à volant d'inertie, en particulier pour mise en oeuvre dans un dispositif de transmission selon le deuxième aspect, un groupe motopropulseur selon le troisième aspect ou un véhicule selon le quatrième aspect, est caractérisé en ce que le volant d'inertie est monté en rotation autour d'un axe vertical avec une liberté de mouvement axial par rapport à un bâti, en ce que le volant possède deux faces opposées contribuant chacune à délimiter l'une respective de deux chambres de pression, inférieure et respectivement supérieure, pour un gaz, en ce que les deux chambres communiquent par un interstice formé entre une face périphérique du volant et une surface correspondante solidaire du bâti, et en ce que l'accumulateur comprend des moyens générateurs de pression pour générer une pression plus élevée dans la chambre inférieure que dans la chambre supérieure. Dans certains modes de réalisation, l'une des chambres peut-être ouverte, et par exemple être constituée par une exposition de la face associée du volant à une ambiance, par exemple la pression atmosphérique.
Les moyens générateurs peuvent comprendre un raccordement de l'une au 20 moins des chambres à une source de pression, de préférence régulée.
La source de pression peut être une tubulure d'admission de moteur thermique. Cette solution est particulièrement économique puisqu'elle utilise une source existante et gratuite. Une telle source de pression est raccordée 25 à la chambre supérieure, tandis que la face opposée du volant peut par exemple être exposée l'atmosphère.
La source de pression peut également être un compresseur, lequel peut fonctionner en circulateur de la chambre supérieure vers la chambre 30 inférieure. Ceci permet de réaliser une circulation en circuit fermé et ainsi d'utiliser un gaz autre que l'air, en particulier un gaz tel que l'hélium dont la viscosité est très faible.
Dans une autre réalisation, les moyens pour générer une pression 35 comprennent au moins une conformation de la face périphérique du volant qui, en combinaison avec le sens de rotation du volant, produit une circulation forcée du gaz de la chambre supérieure vers la chambre inférieure. Dans ce mode de réalisation, c'est le volant lui-même qui sert de générateur de différence de pression.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'accumulateur selon l'invention, la face périphérique du volant présente une conformation lui conférant une fonction de turbine actionnée dans le sens de rotation du volant par la différence de pression entre les deux chambres. Ainsi, l'énergie utilisée pour la sustentation du volant est récupérée sous forme d'énergie d'actionnement du volant par la turbine. De manière surprenante, la vitesse de rotation d'un tel volant se stabilise à une valeur non nulle lorsqu'il ne reçoit aucun couple de rotation sur son arbre.
De préférence, la conformation en turbine est au moins une nervure hélicoïdale, de préférence au moins deux nervures formant une hélice multiple. En prévoyant deux nervures ou davantage, régulièrement réparties autour de l'axe du volant, on évite l'apparition de forces radiales sur le volant.
Suivant une autre particularité de l'invention, la face périphérique du volant comporte au moins une nervure formant labyrinthe d'étanchéité. Il s'agit typiquement de nervures annulaires successives le long de la paroi périphérique du volant. Qu'il s'agisse de la nervure hélicoïdale ou de la nervure formant labyrinthe, celle-ci a avantageusement une section transversale formant un sommet à angle vif du côté inférieur et un congé du côté supérieur.
30 Ladite face correspondante, c'est-à-dire la face solidaire du bâti faisant face à la face périphérique du volant, est de préférence conique évasée vers le haut, de sorte que le volant se stabilise à une altitude correspondant à un certain écartement entre sa paroi périphérique et la paroi correspondante.25 Dans une réalisation, l'accumulateur comprend un pot coaxial avec le volant et qui est rotatif par rapport au bâti et au volant, et la paroi latérale du pot est placée dans l'interstice entre la face périphérique et la face correspondante en formant un moyen d'étanchéité entre elles. Les frottements par viscosité du gaz entre la face périphérique du volant et la face correspondante du bâti sont sensiblement proportionnels au carré de la vitesse relative des surfaces. Avec le pot interposé entre les deux surfaces, la vitesse relative dans chaque interface est sensiblement divisée par deux, ce qui divise les pertes par quatre. Comme il y a maintenant deux interfaces au lieu d'une, les frottements visqueux sont, au total, divisés par deux.
De préférence, le pot est librement rotatif. Comme il subit des couples de frottements visqueux opposés, sa vitesse se stabilise à une valeur pour laquelle les couples précités sont égaux, c'est-à-dire sensiblement la moitié de la vitesse du volant.
Avantageusement, le pot est soumis à la pression différentielle entre les deux chambres, cette pression différentielle équilibrant au moins partiellement le poids du pot.
Dans un mode de réalisation, la paroi latérale du pot porte un labyrinthe d'étanchéité sur chacune de ses faces, coopérant respectivement avec la face périphérique et la face correspondante. Ainsi, la face périphérique et la face correspondante peuvent être lisses.
Il est avantageux de prévoir un clapet anti-retour à une entrée de gaz dans la chambre inférieure, pour que cette dernière exerce une fonction d'amortissement des mouvements verticaux du volant, notamment sous l'effet des cahots lors de la circulation du véhicule. 30 Un accumulateur d'énergie cinétique selon l'invention est applicable à de nombreux domaines, par exemple pour absorber sous forme d'énergie cinétique certains surplus de production énergétique difficiles à stocker, par exemple les surplus de production d'une éolienne ou de panneaux 35 photovoltaïques, ou pour restituer de l'énergie lorsque la demande excède 25 les capacités de production, par exemple aux heures de pointe en hiver. En cas de production énergétique excédentaire, l'excédent est utilisé pour alimenter un moteur électrique d'entraînement du volant. En cas de production énergétique déficitaire, le moteur électrique est utilisé en génératrice entraînée par le volant.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description ci-après, relative à des exemples non limitatifs.
Aux dessins annexés : - - la figure 1 est un schéma d'un groupe motopropulseur selon l'invention ; - - la figure 2 est une vue partielle d'une variante de réalisation du groupe de la figure 1 ; - - la figure 3 est un schéma d'un groupe motopropulseur dans un second mode de réalisation ; -- la figure 4 est une vue schématique partielle du mécanisme différentiel de la figure 3, suivant une direction axiale ; - - la figure 5 est une vue en élévation du groupe motopropulseur suivant le schéma de la figure 3 ; -- la figure 6 est une vue en bout du groupe motopropulseur de la figure 5 ; -- la figure 7 est une vue en perspective d'un accumulateur selon l'invention
- - les figures 8 à 10 sont trois vues en perspective éclatée de l'accumulateur de la figure 7 ; -- la figure 11 est une vue en perspective du volant de l'accumulateur des figures 7 à 10 ; -- la figure 12 est une vue partielle en coupe axiale de l'accumulateur des figures 7 à 11; - - la figure 13 est une vue en coupe de l'accouplement entre le volant et son 30 arbre ; - - la figure 14 est une vue en perspective d'un second mode de réalisation de l'accumulateur d'énergie cinétique ; -- les figures 15 à 17 sont trois vues en perspective éclatée de l'accumulateur de la figure 14 ; et -- la figure 18 est une vue en coupe axiale de l'accumulateur des figures 14 à 17.
Le groupe motopropulseur représenté à la figure 1 est destiné à équiper un véhicule automobile. Il comprend un moteur thermique 1 qui produit de la puissance mécanique destinée à entraîner le véhicule symbolisé par la roue 2.
Un dispositif de transmission à accumulation d'énergie 3 est interposé entre le moteur thermique 1 et la roue 2. Le dispositif de transmission à accumulation d'énergie 3 comprend un dispositif de variation de vitesse 4 qui est essentiellement composé d'un mécanisme différentiel 6 et d'un variateur de vitesse 7. Le dispositif de transmission 3 comprend en outre un accumulateur d'énergie cinétique comprenant essentiellement un volant d'inertie 8 qui est ici représenté symboliquement.
Le dispositif de transmission 4 comprend un organe rotatif d'entrée 9 qui est sélectivement accouplé avec l'arbre de puissance du moteur thermique 1 pour tourner à la même vitesse que cet arbre, et un organe rotatif de sortie 11 qui est couplé avec la roue 2. Dans l'exemple représenté, le groupe motopropulseur comprend une boîte de vitesses qui est interposée entre l'organe rotatif de sortie 11 et la roue 2. La boîte de vitesses 12 permet de sélectionner le rapport de transmission entre l'organe rotatif de sortie 11 et la roue 2 parmi plusieurs rapports prédéfinis.
En outre, le dispositif de transmission 4 comprend un organe rotatif de commande 13 qui est couplé en rotation avec le volant d'inertie 8. Dans cet exemple, le volant d'inertie 8 est solidaire de l'organe rotatif de commande 13. Les trois organes rotatifs 9, 11, 13 du dispositif de transmission sont reliés entre eux avec un rapport de vitesse variable par le mécanisme différentiel 6.30 Dans l'exemple représenté, le mécanisme différentiel 6 est du type comprenant un porte-satellites 14 supportant en rotation au moins un satellite 16 qui engrène d'une part avec une couronne dentée intérieurement 17 et d'autre part avec une roue planétaire 18 dentée extérieurement.
La couronne 17 et la roue planétaire 18 sont coaxiales, et les satellites 16 sont excentrés par rapport à elles. Le porte-satellites 14 est solidaire de l'organe rotatif d'entrée 9. La couronne 17 est solidaire de l'organe rotatif de sortie 11. La roue planétaire 18 est solidaire de l'organe rotatif de commande 13.
Le variateur de vitesse 7 règle le rapport de vitesse entre l'organe rotatif d'entrée 9 et l'organe rotatif de commande 13. Il est réalisé sous la forme d'un variateur CVT («Continuously Variable Transmission », transmission continument variable) comprenant deux poulies 19,21 qui ont des axes parallèles et tournent dans le même sens. Une chaîne de transmission ou courroie de transmission 22 réalise un couplage en rotation de ces deux poulies avec un rapport variable. Chaque poulie est formée de deux plaques tronconiques que l'on peut rapprocher ou écarter l'une de l'autre par des vérins symbolisés par les flèches 23. Lorsque les deux plaques composant une poulie sont très rapprochées l'une de l'autre, la chaîne ou courroie 22 est repoussée à une grande distance de l'axe de la poulie. Inversement, lorsque les deux plaques sont très écartées l'une de l'autre, la chaîne ou courroie 22 contourne la poulie près de l'axe. En faisant varier le diamètre effectif de l'une des poulies dans un sens et le diamètre effectif de l'autre poulie dans le sens opposé, on modifie le rapport de transmission entre les deux poulies.
La poulie 21 du variateur 7 associée à l'organe rotatif de commande 13 est portée par un arbre 48 décalé latéralement par rapport à l'axe du mécanisme différentiel 6. L'arbre 48 est couplé à l'organe rotatif de commande 13 par une cascade de deux engrenages 49 de manière que l'arbre 48 tourne dans le même sens que l'organe rotatif d'entrée 9.
Une machine dynamo-électrique 24 est couplée en rotation à l'organe rotatif de commande 13. Dans ce mode de réalisation, l'arbre de puissance de la machine dynamo-électrique 24 est solidaire en rotation de l'arbre 48. De manière nombre présentée, il est possible en variante de prévoir un couplage par engrenage entre l'arbre 48 et l'arbre de la machine dynamo-électrique 24, si cela est approprié compte tenu de la vitesse de rotation nominale de la machine dynamo-électrique. En outre, la machine dynamo-électrique 24 est raccordée électriquement à un accumulateur électrique 26.
Un embrayage 27 permet de sélectivement désolidariser l'arbre du moteur thermique 1 et l'organe rotatif d'entrée 9 l'un par rapport à l'autre.
Une unité de pilotage 28 comprend une sortie de commande 29 pour piloter le variateur 21 et en particulier le rapport de transmission qu'il établit entre l'organe rotatif d'entrée 9 et l'organe rotatif de commande 13, une ligne de commande 31 pour piloter le rapport de transmission dans la boîte de vitesses 12, une ligne de commande 32 pour piloter le moteur thermique 1, une ligne de commande 33 pour piloter la machine dynamo-électrique 24 et une ligne de commande 36 pour piloter l'embrayage 27.
L'unité de pilotage 28 reçoit des informations de la part de divers capteurs, en particulier divers capteurs 37 décrivant l'état de fonctionnement du moteur thermique 1, des capteurs 38, 41 et 42 pour la vitesse de rotation de l'arbre de puissance du moteur 1 et de deux des trois organes rotatifs du dispositif de transmission (la vitesse de rotation du troisième organe rotatif étant une conséquence de celle des deux autres compte tenu de la relation établie entre eux par le mécanisme différentiel), un capteur 43 de la position de la pédale de gaz 44 et un capteur 46 de l'activation du système de freinage 47 (représenté symboliquement) du véhicule.
On va maintenant décrire le fonctionnement du groupe motopropulseur de la figure 1.
En partant d'une situation où l'ensemble est à l'arrêt, le processus de mise 35 en route commence par une activation de la machine dynamo-électrique 24 fonctionnant en moteur alors que l'embrayage 27 est ouvert. L'organe de commande 13 se met en mouvement. Le véhicule étant à l'arrêt, l'organe rotatif de sortie 11 est immobile. La rotation de l'organe rotatif de commande 13 produit une rotation, dans le même sens mais moins rapide, du porte-satellites 14. Le dispositif de pilotage 28 commande le variateur 21 pour qu'il établisse un rapport de vitesse correspondant entre l'organe rotatif d'entrée 9 et l'organe rotatif de commande 13.
Ainsi la machine dynamo-électrique 24 accélère progressivement le volant d'inertie 8. Quand il atteint une vitesse suffisante, l'unité de pilotage 28 commande la fermeture de l'embrayage 27 ce qui provoque la mise en rotation de l'arbre de puissance du moteur thermique 1 et le démarrage du moteur 1. Lorsque le moteur atteint son régime de ralenti, par exemple 700 tours par minute, le volant 8 tourne par exemple à environ 2500 tours par minute, l'organe de sortie 11 étant toujours à l'arrêt.
Si l'unité de pilotage 28 détecte une action du conducteur sur la pédale d'accélérateur 44, l'unité 28 commande le variateur 21 pour qu'il réduise progressivement le rapport de vitesse entre l'organe rotatif d'entrée 9 et l'organe rotatif de commande 13. Ceci provoque la mise en rotation, dans le même sens, de l'organe rotatif de sortie 11 et par conséquent de la roue 2. Autrement dit, l'énergie cinétique emmagasinée dans le volant d'inertie 8 est transférée à la roue 2. En même temps, l'activation de la machine dynamo-électrique 24 peut être interrompue, et des commandes peuvent être appliquées au moteur thermique 1 pour augmenter la vitesse de rotation de son arbre de puissance.
A un certain stade de fonctionnement, les organes rotatifs 9, 11, 13 peuvent tourner sensiblement à la même vitesse tandis que le variateur de vitesse 21 est réglé pour fournir un rapport de transmission correspondant entre les organes rotatifs 9 et 13. Le rendement du dispositif de variation continue est alors excellent puisqu'il n'y a quasiment pas de mouvement relatif dans le mécanisme différentiel 6 et le variateur ne transmet qu'une faible fraction de la puissance. La vitesse de rotation commune des trois organes rotatifs 9, 11 et 13 peut par exemple être de 2000 tours par minute. La vitesse de rotation du volant d'inertie 8 est donc inférieure à celle qu'il avait lorsque le moteur thermique 1 tournait au ralenti, véhicule à l'arrêt.
Si à partir de cette situation où toutes les vitesses sont sensiblement égales l'unité de pilotage 28 détecte grâce au capteur 46 une activation du système de freinage 47, l'unité de pilotage commande le variateur 21 pour augmenter progressivement la vitesse de rotation de l'organe de commande 13 par rapport à la vitesse de rotation de l'organe d'entrée 9. Compte tenu des rapports existant dans le mécanisme différentiel 6, ceci provoque une augmentation progressive correspondante de la vitesse de l'organe rotatif d'entrée 9 et par conséquent de l'arbre de puissance du moteur thermique 1 par rapport à la vitesse de l'organe rotatif de sortie 11. En faisant varier suffisamment le rapport de transmission dans le variateur 21, il est possible de faire augmenter les vitesses de rotation absolues des organes rotatifs 9 et 13, et non seulement les vitesses de rotation par rapport à l'organe rotatif de sortie 11 (dont la vitesse diminue en raison du freinage). Comme déjà exposé, l'unité de pilotage 28 peut simultanément appliquer une commande au moteur thermique 1 pour lui permettre de prendre une vitesse de rotation relativement élevée tout en produisant un couple négatif.
Il résulte de tout cela un accroissement de la vitesse de rotation du volant d'inertie 8, qui peut devenir proche de 10 000 tours par minute si la vitesse de rotation de l'organe de sortie 11 est descendue à 1500 tours par minute alors que la vitesse de rotation de l'organe rotatif d'entrée 9 est voisine de 5000 tours par minute.
Si à partir de cette situation le conducteur du véhicule décide une réaccélération du véhicule, l'unité de pilotage 28 détecte une action sur la pédale d'accélérateur 44, elle commande le variateur 21 dans le sens d'une réduction de la vitesse de rotation de l'organe rotatif de commande 13 par rapport à l'organe rotatif d'entrée 9. Ceci tend à rendre plus proches l'une de l'autre les trois vitesses dans le mécanisme différentiel 6, donc en particulier la vitesse de l'organe de sortie 11, qui augmente et la vitesse du volant d'inertie 8, qui diminue. Par conséquent l'énergie cinétique du volant d'inertie 8 est restituée à l'organe de sortie 11 pour contribuer à l'accélération du véhicule. En même temps, le moteur thermique 1 est commandé pour fournir un couple positif sur son arbre de puissance.
Si au contraire la décélération du véhicule doit être poursuivie jusqu'à un stade où le volant d'inertie 8 atteint une vitesse de rotation maximale admissible, par exemple 15 000 tours par minute, le variateur 21 est commandé de façon que cette vitesse ne soit pas dépassée. La vitesse de l'arbre de puissance du moteur thermique 1 s'établit de façon correspondante en fonction de la vitesse du véhicule à chaque instant. Le volant d'inertie ne contribue plus à la décélération du véhicule, mais il conserve la totalité de l'énergie cinétique accumulée.
Si le véhicule est ralenti jusqu'à l'immobilisation, l'unité de pilotage 28 peut commander l'ouverture de l'embrayage 27 et l'arrêt du moteur thermique 1 même si le conducteur ne manoeuvre aucune commande dans ce sens, par exemple s'il est simplement en train d'attendre que la voie de circulation se libère. Dès que le conducteur manifeste par la pédale d'accélérateur 44 le désir de remettre le véhicule en mouvement, l'unité de pilotage 28 commande la fermeture de l'embrayage 27, et ainsi le redémarrage du moteur thermique 1. En même temps, l'unité de pilotage 28 commande en permanence le variateur 21 pour une remise en route progressive du véhicule grâce à une combinaison appropriée, à chaque instant, des vitesses respectives des organes rotatifs 9 et 13. Cette séquence d'arrêt et redémarrage du moteur thermique 1 lors d'un arrêt relativement bref du véhicule constitue une fonction dite « start- stop », avec ici l'avantage supplémentaire d'une récupération de l'énergie cinétique au cours du ralentissement et une réutilisation de cette énergie pour le redémarrage du véhicule.
Si à l'issue d'un ralentissement ayant abouti à l'arrêt complet du véhicule, le conducteur manifeste l'intention d'un arrêt prolongé, par exemple en retirant la clé de contact au tableau de bord du véhicule, l'unité de pilotage 28 peut activer la machine électrodynamique 24 pour un fonctionnement en génératrice au cours duquel l'énergie cinétique du volant d'inertie 8 est transformée en électricité, puis, d'électricité, en charge chimique de l'accumulateur 26.
C'est cette charge de l'accumulateur 26 qui sera utilisable pour le lancement initial du volant d'inertie 8 lors de la remise en service du véhicule, comme il a été exposé au début de cette description du fonctionnement.
Pendant le fonctionnement, et en fonction des conditions de fonctionnement, telles qu'elles sont détectées par exemple par l'unité de pilotage 28, cette dernière peut commander un changement de rapport dans la boîte de vitesses 12. Étant donné que la vitesse de rotation de la roue 2 du véhicule ne peut pas changer instantanément, c'est la vitesse de rotation de l'organe rotatif de sortie 11 qui doit s'adapter aux nouveaux rapports. Pour cela, l'unité de pilotage 28 commande le variateur 21 pour adapter la vitesse de rotation de l'organe rotatif d'entrée 9 et donc du moteur thermique 1 à la nouvelle vitesse de l'organe rotatif de sortie 11, sachant que la vitesse de rotation du volant d'inertie 8 et par conséquent de l'organe de commande 13 ne peut pas varier instantanément.
Pour effectuer une marche arrière à partir d'une situation où le véhicule est à l'arrêt et une certaine énergie cinétique est accumulée dans le volant d'inertie 8, le conducteur actionne une commande (non représentée). En réponse à cette commande, l'unité de pilotage 28 ouvre ou maintient ouvert l'embrayage 27 et commande le variateur 7 pour que la vitesse de l'organe rotatif d'entrée 9 soit plus petite que celle qui correspondrait à l'immobilisation du véhicule. C'est le volant d'inertie 8 qui fournit l'énergie nécessaire pour le mouvement du véhicule en marche arrière. Au besoin, un complément peut être fourni par la machine dynamo-électrique 24 fonctionnant en moteur. À chaque instant, l'unité de pilotage 28 règle le variateur 7 en fonction de la vitesse instantanée de l'organe rotatif de commande 13 et du désir de vitesse ou d'accélération exprimé par le conducteur au moyen de la pédale d'accélérateur 44 ou de la pédale de frein du système de freinage 47.
La boîte de vitesses 12 n'a donc pas besoin d'un rapport de marche arrière, même s'il est possible d'en prévoir un et, dans ce cas, d'assurer le fonctionnement en marche arrière en enclenchant ce rapport puis en faisant fonctionner le groupe motopropulseur comme indiqué plus haut pour la mise en mouvement du véhicule à partir de la situation véhicule à l'arrêt.
L'exemple représenté à la figure 2 ne sera décrit que pour ses différences par rapport à celui de la figure 1.
Dans le mode de réalisation de la figure 2, la cascade de deux engrenages 49 entre l'organe rotatif de commande 13 et l'arbre parallèle 48 est remplacée par une chaîne 51 circulant sur deux pignons à chaîne solidaires, l'un, de l'organe rotatif de commande 13, et l'autre, de l'arbre 48.
Dans le mode de réalisation de la figure 1, le volant d'inertie 8 était fixé directement à l'organe rotatif de commande 13. Indépendamment de la modification constituée par la transmission par chaîne 51, une autre modification consiste en ce que l'accumulateur d'énergie cinétique 52 est maintenant entraîné par l'arbre 48.
En outre, le variateur 7 est maintenant interposé entre l'organe rotatif de commande 13 et l'accumulateur d'énergie cinétique 52.
Il n'y a plus d'embrayage 27 entre l'arbre de puissance du moteur thermique 1 et l'organe rotatif d'entrée 9 du dispositif de transmission. Par contre, un embrayage 57 est placé entre le variateur 7 d'une part, et l'accumulateur 52 et la machine dynamo-électrique 26 d'autre part.
Comme l'embrayage 57 est placé entre l'accumulateur 52 d'une part, le variateur 7, le mécanisme différentiel 6 et le moteur thermique 1 d'autre part, l'accumulateur 52 subit des frottements réduits au minimum lorsqu'il est chargé d'énergie cinétique alors que l'embrayage 57 est ouvert.
Avec cette disposition de l'embrayage 57, la marche arrière est réalisable 35 lorsque l'embrayage 57 est ouvert, avec activation du moteur thermique 1 et un réglage approprié du variateur 7 pour que la vitesse de l'organe de commande 13 soit plus grande que celle qui correspondrait à l'immobilisation du véhicule.
Pour la mise en marche du véhicule à partir d'une situation où l'accumulateur 52 ne contient pas ou pas suffisamment d'énergie cinétique, l'unité de pilotage (non représentée à la figure 2) commence par provoquer la charge de l'accumulateur 52 au moyen de la machine dynamo-électrique 26 fonctionnant en moteur, puis la fermeture de l'embrayage 57 pour lancer le moteur thermique 1 tandis que le variateur 7 est réglé de façon appropriée pour assurer l'immobilité de l'organe rotatif de sortie 11. Lorsque le moteur thermique 1 atteint une vitesse de rotation suffisante et que le conducteur signale son intention de démarrer le véhicule en actionnant la pédale d'accélérateur, le réglage du variateur 7 et le régime de fonctionnement du moteur thermique 1 sont progressivement modifiés de façon concordante dans le sens d'une mise en route progressive de l'organe rotatif de sortie 11 sensiblement comme décrit précédemment.
Suivant une autre différence, indépendante des précédentes, dans le mode de réalisation de la figure 2, l'accumulateur 52 comporte, au lieu d'un unique volant d'inertie 8, deux volants d'inertie coaxiaux 58 qui ont sensiblement le même moment d'inertie et sont couplés en rotation de façon à tourner à des vitesses égales mais en sens inverse l'un de l'autre.
Grâce à cette disposition, l'effet gyroscopique de l'accumulateur d'énergie cinétique est sensiblement annulé.
De préférence, comme représenté, l'axe commun 59 des deux volants 58 est vertical. Dans la disposition plus particulière qui est représentée, l'arbre parallèle 48 est solidaire d'un pignon conique 60 qui engrène avec deux pignons coniques 61 diamétralement opposés par rapport au pignon conique 60, et solidaires en rotation chacun de l'un des volants d'inertie 58. 35 Le mode de réalisation de la figure 3 n'est représenté que de manière simplifiée. En particulier l'embrayage, la boîte de vitesses, et la machine dynamoélectrique ne sont pas représentés mais peuvent être prévus.
Par rapport au mode de réalisation de la figure 2, la principale différence est constituée par le type de mécanisme différentiel 6 utilisé. Dans ce mécanisme différentiel, le porte-satellites 64 supporte au moins une paire de satellites 65, 66. L'un des satellites 65 engrène avec la couronne 67, et l'autre satellite 66 engrène avec la roue planétaire 68 (voir aussi la figure 4 pour une réalisation plus concrète). En outre, les deux satellites 65 et 66 d'une paire sont couplés en rotation l'un avec l'autre de telle manière que la couronne 67 et la roue planétaire 68 tournent dans le même sens par rapport au porte-satellites 64. Ceci n'empêche pas notamment la roue planétaire 68 de tourner en inverse lorsque la couronne 67 tourne dans le même sens que le moteur thermique : il suffit pour cela, dans l'exemple représenté, que le porte-satellites 64 tourne plus vite que la couronne, pour que la couronne 67 tourne elle aussi en inverse par rapport au porte-satellites. Dans l'exemple représenté, pour leur couplage, les satellites 65 et 66 sont en relation d'engrènement mutuel.
En outre, la couronne 67 est couplée en rotation avec l'organe rotatif d'entrée 9, la roue planétaire 68 est couplée en rotation avec l'organe rotatif de sortie 11, et le porte-satellites 64 est couplé en rotation avec l'organe rotatif de commande 13.
Cet agencement est remarquable en ce qu'il ne nécessite qu'une très faible amplitude de variation du rapport de transmission dans le variateur 7. La vitesse de rotation de l'organe rotatif de sortie 11 est nulle lorsque la vitesse du porte-satellites 64 est égale à environ 1,5 fois la vitesse de la couronne 67. Et la vitesse de rotation de l'organe rotatif de sortie 11 est double de celle de la couronne 67 lorsque la vitesse du porte- satellites 64 est égale environ la moitié de la vitesse de la couronne 67.
Il ressort également de ce qui précède que la vitesse de rotation de l'organe 35 rotatif de commande 13 est grande lorsque la vitesse de l'organe rotatif de sortie 11 est faible pour une vitesse donnée de l'organe rotatif d'entrée 9. Par conséquent un ralentissement du véhicule tend, comme dans l'exemple précédent, à faire croître la vitesse des volants 58, surtout si l'on fait simultanément augmenter la vitesse de l'organe rotatif d'entrée 9, comme exposé en référence à la figure 1.
Les figures 5 et 6 sont une représentation plus concrète du groupe motopropulseur des figures 3 et 4. L'embrayage 27 de la figure 1 a été installé entre l'arbre de puissance du moteur thermique 1 et l'organe rotatif 9. La boîte de vitesses 12 (non représentée à la figure 6) entraîne un pignon de sortie 71 destiné à l'entraînement des roues motrices du véhicule.
Les figures 7 à 11 représentent un accumulateur d'énergie cinétique qui est dans son principe utilisable pour la réalisation concrète du volant 58 15 inférieur des figures 2 à 6.
L'accumulateur comprend un bâti 72 en forme de cuve généralement cylindrique ayant un axe vertical 59. Le volant 58 est monté rotatif dans la cuve 72. Une chambre inférieure 73 est délimitée dans la cuve 72 entre le 20 fond 74 de la cuve et une face d'extrémité inférieure 76 du volant 58. Une chambre supérieure 77 est délimitée dans la cuve 72 entre le couvercle 78 de la cuve et une face d'extrémité supérieure 79 du volant 58. Les deux chambres 73, 77 sont sensiblement étanches mais communiquent l'une avec l'autre de manière aussi restreinte que possible par un interstice 81, 25 correspondant au jeu de fonctionnement, ménagé entre la face latérale périphérique 82 du volant 58 et la face latérale intérieure correspondante 83 de la cuve 72. Un raccord 84 permet de brancher sur la cuve 72 un tuyau d'alimentation en gaz de la chambre inférieure 73. Un raccord de sortie 86 permet à du gaz de sortir de la chambre supérieure 77 vers l'extérieur de la 30 cuve 72. En fonctionnement, une différence de pression est maintenue entre les raccords 84, 86 pour que la pression dans la chambre inférieure 73 soit plus grande que la pression dans la chambre supérieure 77. Ainsi, la face d'extrémité inférieure 76 du volant 58 subit une force pressante ascendante qui est plus grande que la force pressante descendante subie par la face 35 d'extrémité supérieure 79 du volant 58. Le volant 58 est monté avec une liberté de translation le long de son axe 59. La différence entre les forces ascendante et descendante est telle qu'elle équilibre sensiblement le poids du volant 58. Grâce à cette disposition, malgré le poids du volant, les paliers du volant assurent un simple positionnement sous des forces d'appui théoriquement nulles, donc avec des frottements extrêmement limités.
L'interstice 81 est aussi mince que possible pour permettre la rotation du volant sans contact direct avec la face latérale périphérique intérieure 83 de la cuve. Grâce à ce jeu aussi faible que possible et à une conformation non lisse de la périphérie du volant, l'interstice 81 assure un freinage maximum de l'écoulement entre les chambres 73 et 77. Cet écoulement est compensé par une circulation, assurée par exemple par un compresseur 116, allant du raccord supérieur 86 au raccord inférieur 84. Comme le gaz circule en circuit fermé, la nature du gaz peut être choisie à volonté. On peut choisir de l'air.
On peut également préférer un gaz comme l'hélium dont la viscosité est très faible.
Suivant une particularité du mode de réalisation représenté, la face latérale intérieure 83 de la cuve et la face périphérique 82 du volant 58 sont légèrement coniques évasées vers le haut. Ainsi, la position en hauteur du volant est automatiquement régulée. Dès que le volant dépasse la position en hauteur optimale, l'interstice 81, devenant plus grand, permet davantage d'écoulement de la chambre inférieure 73 à la chambre supérieure 77, la pression différentielle diminue entre les deux chambres et par conséquent le volant revient vers sa position nominale. Cette régulation marche particulièrement bien si le dispositif de circulation installé entre les raccords 86 et 84 fait diminuer la pression entre les raccords 86 et 84 lorsque le débit augmente.
Suivant une autre particularité très avantageuse de l'accumulateur d'énergie cinétique, la configuration non lisse de la face périphérique du volant 58 est une configuration de turbine qui a pour effet que le gaz passant d'une chambre à l'autre le long de l'interstice 81 exerce en même temps une action d'entretien de la rotation du volant 58. Comme on peut le voir en particulier à la figure 11, la configuration de turbine est obtenue par au moins une nervure hélicoïdale semblable à un filetage. Pour éviter une dissymétrie des forces pressantes autour de l'axe, il est préférable de prévoir deux nervures formant une double hélice, ou même plus de deux nervures formant une hélice multiple, pour obtenir une conformation globale analogue à un filetage double ou multiple.
La figure 2 montre que le volant 58 est de préférence creux. En effet, c'est la matière la plus éloignée de l'axe du volant qui est la plus efficace pour stocker de l'énergie cinétique.
Les figures 12 et 13 illustrent un mode de réalisation pour les paliers du volant 58. Le palier 87 opposé au couplage en rotation (pignon 61) du volant 58 avec l'extérieur est réalisé borgne pour éviter tout problème d'étanchéité de la chambre 73 adjacente. Ce palier permet un coulissement vertical du volant 58 par rapport à la cuve 72. Il y a entre la face d'extrémité inférieure 76 du volant 58 et le fond 74 de la cuve une butée axiale 88 qui définit la position la plus basse possible pour le volant 58 dans la cuve 72, et qui supporte le volant 58 lorsque le système est à l'arrêt.
L'arbre de couplage mécanique 89, solidaire du pignon 61 dans cet exemple, est supporté en rotation dans la cuve 72 par un palier 91 qui empêche tout déplacement axial. Le palier 91 est équipé d'une étanchéité 92. Du côté tourné vers l'intérieur de la cuve, l'arbre 89 présente un alésage borgnes 93 (voir aussi figure 13) dans lequel sont formées trois rainures axiales 94 qui reçoivent chacune un bras 96 d'un tripode solidaire du volant 58. Le tripode peut coulisser dans les rainures tout en assurant un couplage en rotation entre le volant 58 et l'arbre 89. En outre, le tripode permet une tolérance sur l'alignement axial entre le volant et l'arbre. Complémentairement, de manière non représentée, il peut y avoir de ce côté du volant un palier non étanche et axialement coulissant entre le volant et la cuve.
Si le volant doit être couplé avec l'extérieur du côté inférieur, il suffit de placer le paler borgne en haut et l'ensemble à tripode en bas, la butée axiale 88 restant en bas.35 La figure 12 montre également le compresseur 116 ramenant le gaz de la chambre 77 à la chambre 73 à travers un clapet anti-retour 117 à l'entrée de la chambre 73.
Le détail A de la figure 12 montre un mode de réalisation préféré pour les nervures hélicoïdales : - - hauteur axiale h' de la nervure 111 : 3 mm - - hauteur axiale hrde la rainure 112 entre nervures successives : 3 mm - - profondeur radiale p, de la rainure 112 : 5 mm -- inclinaison C de la face périphérique du volant par rapport à l'axe vertical : 5° Avec de telles dimensions, le pas de la double hélice est de 12 mm, pour un volant dont le diamètre est par exemple de l'ordre de 200 mm. Le détail A montre en outre que chaque nervure 111 présente en coupe axiale, un sommet 113 en forme d'arête adjacente à sa face inférieure, qui se raccorde à la face supérieure de la nervure par un congé 114.
20 Le mode de réalisation des figures 14 à 18 ne sera décrit que pour ses différences par rapport au précédent.
L'accumulateur comprend un pot 97 coaxial avec le volant 58 et qui est rotatif par rapport au bâti 72 et au volant 58. La paroi latérale 98 du pot est 25 placée dans l'interstice 81 entre la face périphérique du volant et la face latérale intérieure correspondante de la cuve. Par rapport à l'exemple précédent, l'interstice 81 est considérablement élargi pour permettre ce montage. C'est maintenant la paroi latérale du pot qui forme un moyen d'étanchéité entre ces deux faces et qui présente un très faible jeu de 30 rotation par rapport à chacune d'elles, qui sont ici toutes deux lisses, cylindriques et coaxiales entre elles.
Le pot est librement rotatif. En fonctionnement, il subit un couple de freinage par frottement visqueux du gaz entre le pot et la face latérale 35 intérieure de la cuve, et un couple d'entraînement par frottement visqueux15 du gaz entre la face latérale intérieure du pot et la face périphérique du volant. Ainsi, le pot prend de lui-même une vitesse de rotation égale à environ la moitié de celle du volant, car c'est avec une telle vitesse de rotation du pot que les deux couples précités s'équilibrent.
La paroi latérale 98 du pot 97 porte un labyrinthe d'étanchéité 99, 101 sur chacune de ses faces, coopérant respectivement avec la face périphérique et la face correspondante. Il y a un jeu radial aussi faible que raisonnablement possible entre les crêtes de chaque labyrinthe 99, 101 et les faces respectivement adjacentes 82 et 83 du volant 58 et respectivement de la cuve 72. Les nervures de chaque labyrinthe peuvent présenter un profil analogue à celui décrit en référence au détail A de la figure 12.
À chacune des extrémités de sa paroi latérale 98, le pot comporte une paroi d'extrémité 102, 103 qui s'étend dans la chambre correspondante 73,77. Les parois 102, 103 présentent des perforations 104 pour permettre à la pression de s'égaliser de part et d'autre des parois 102, 103. La paroi inférieure du pot 97 est située dans la chambre inférieure 73 entre la face d'extrémité inférieure 76 du volant 58 et le fond 74 de la cuve. La paroi d'extrémité supérieure du pot 97 est située dans la chambre supérieure 77 entre la face d'extrémité supérieure 79 du volant 58 et le couvercle 78 de la cuve 72. Les parois d'extrémité 102, 103 présentent un alésage central équipé d'un palier respectif 106, 107 par lequel le pot 97 est supporté en rotation relativement au volant 58.
Chacune des parois d'extrémité 102 et 103 a une aire intérieure plus petite que son aire extérieure et subit ainsi une force pressante proportionnelle à la pression dans la chambre considérée et à la différence entre les deux aires. L'ensemble est conçu pour que la différence entre les deux forces pressantes équilibre sensiblement le poids du pot.
À la figure 18, on a représenté, en plus de ce que montre déjà la figure 12, le support en rotation du volant 58 dans le couvercle 78 par un palier 108.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés.
Deux exemples de mécanisme différentiel ont été donnés, mais d'autres configurations sont possibles.
Le variateur peut également être réalisé dans une technologie autre que les poulies à diamètre variable.
L'accumulateur d'énergie cinétique peut être réalisé dans différentes tailles en fonction des applications.
Dans le mode de réalisation des figures 7 à 12, la paroi latérale intérieure de la cuve et la face périphérique extérieure du volant pourraient être cylindriques avec entre elles un jeu réduit approprié sensiblement constant. La différence de pression de gaz appliquée au volant pourrait alors être régulée en fonction d'une détection de position en hauteur du volant dans la cuve, par exemple une détection de la distance entre l'une des faces d'extrémité du volant et la face en regard de la cuve. I

Claims (42)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif de transmission à variation continue, caractérisé en ce qu'il comprend : - - un mécanisme différentiel (6) qui relie un organe rotatif d'entrée (9), un organe rotatif de sortie (11) et un organe rotatif de commande (13); - - un variateur de vitesse (7) qui règle un rapport de vitesse entre l'organe rotatif de commande (13) et l'un des organes rotatifs d'entrée (9) et de sortie (11).
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le variateur de vitesse (7) est monté entre l'organe rotatif de commande et l'organe rotatif d'entrée, et en ce que le mécanisme différentiel (6) est conçu pour qu'un rapport de vitesse particulier établi par le variateur de vitesse corresponde à une vitesse nulle de l'organe rotatif de sortie.
  3. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que, l'organe rotatif d'entrée (9) et l'organe rotatif de commande (13) tournant dans un même sens respectif, la vitesse de rotation de l'organe rotatif de sortie (11) s'annule et change de sens pour un certain rapport de vitesse établi par le variateur (7).
  4. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le variateur (7) est du type avec poulies (19, 21) à diamètre variable.
  5. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mécanisme différentiel est d'un type comprenant au moins une paire de satellites (65, 66) qui sont en liaison d'entraînement mutuel et qui engrènent chacun avec l'un respectif de deux organes dentés (67, 68) qui sont couplés chacun avec l'un respectif des deux organes rotatifs précités.
  6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux satellites (65, 66) de la paire engrènent l'un avec l'autre, et en ce que l'un des organesdentés est une roue planétaire (68), et l'autre organe denté est une couronne dentée intérieurement (67).
  7. 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la paire de satellites (65, 66) est supportée par un porte-satellites (64) qui est couplé avec l'organe rotatif de commande (13).
  8. 8. Dispositif selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la couronne (67) est couplée avec l'organe rotatif de sortie (11), et en ce que la roue planétaire (68) est couplée avec l'organe rotatif d'entrée (9).
  9. 9. Dispositif de transmission à accumulation d'énergie, comprenant un dispositif de variation de vitesse selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'organe rotatif de commande (13) est couplé avec au moins un volant d'inertie (58).
  10. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le mécanisme différentiel est agencé pour qu'une augmentation de la vitesse de l'organe rotatif de commande (13) corresponde à une diminution de la vitesse de l'organe rotatif de sortie (11), pour une vitesse donnée de l'organe rotatif d'entrée (9).
  11. 11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que l'au moins un volant comprend deux volants sensiblement coaxiaux (58) tournant en sens contraire l'un de l'autre.
  12. 12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les deux volants (58) ont un axe de rotation vertical.
  13. 13. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que le poids de l'au moins un volant (58) est au moins partiellement supporté par une différence de pression d'un gaz sur deux faces opposées (76, 79) du volant.
  14. 14. Dispositif de transmission selon la revendication 13, caractérisé en ce que le volant d'inertie est monté en rotation autour d'un axe vertical avec une libertéde mouvement axial par rapport à un bâti (72), en ce que le volant possède deux faces opposées (76, 79) contribuant chacune à délimiter l'une respective de deux chambres de pression (73, 77), inférieure et respectivement supérieure, pour un gaz, en ce que les deux chambres (73, 77) communiquent par un interstice (81) formé entre une périphérie (82) du volant et une surface correspondante (83) solidaire du bâti (72), et en ce que l'accumulateur comprend des moyens générateurs de pression (116) pour générer une pression plus élevée dans la chambre inférieure (73) que dans la chambre supérieure (77).
  15. 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens générateurs comprennent un raccordement de l'une au moins des chambres (73, 77) à une source de pression (116), de préférence régulée.
  16. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que la source de pression est une tubulure d'admission de moteur thermique.
  17. 17. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que la source de pression est un compresseur (116).
  18. 18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le compresseur (116) fonctionne en circulateur de la chambre supérieure (77) vers la chambre inférieure (73). 25
  19. 19. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens pour générer une pression comprennent au moins une conformation de la paroi périphérique (82) du volant qui, en combinaison avec le sens de rotation du volant, produit une circulation forcée du gaz de la chambre supérieure (77) vers la chambre inférieure (73). 30
  20. 20. Dispositif selon l'une des revendications 14 à 18, caractérisé en ce que la paroi périphérique (82) du volant présente une conformation lui conférant une fonction de turbine actionnée dans le sens de rotation du volant par la différence de pression entre les deux chambres (73, 77). 35
  21. 21. Dispositif selon la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce que la conformation en turbine est au moins une nervure hélicoïdale (111), de préférence ou moins deux nervures formant une hélice multiple.
  22. 22.Dispositif selon l'une des revendications 14 à 17, caractérisé en ce que la paroi périphérique du volant comporte au moins une nervure formant labyrinthe d'étanchéité.
  23. 23.Dispositif selon l'une des revendications 21 ou 22, caractérisé en ce que la nervure a une section transversale formant un sommet à angle vif (113) du côté inférieur et un congé (114) du côté supérieur.
  24. 24.Dispositif selon l'une des revendications 14 à 23, caractérisé en ce que ladite paroi correspondante (83) est conique évasée vers le haut, de sorte que le volant se stabilise à une altitude correspondant à un certain écartement entre sa paroi périphérique (82) et la paroi correspondante (83).
  25. 25. Dispositif selon l'une des revendications 14 à 18, caractérisé en ce qu'il comprend un pot (97) coaxial avec le volant et qui est rotatif par rapport au bâti (72) et au volant (58), et en ce que la paroi latérale du pot est placée dans l'interstice (81) entre la paroi périphérique (82) et la paroi correspondante (83) en formant un moyen d'étanchéité entre elles.
  26. 26.Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce que le pot (97) est librement rotatif.
  27. 27. Dispositif selon la revendication 25 ou 26, caractérisé en ce que le pot est soumis à la pression différentielle entre les deux chambres (73, 77), cette pression différentielle équilibrant au moins partiellement le poids du pot (97).
  28. 28. Dispositif selon l'une des revendications 25 à 27, caractérisé en ce que la paroi latérale du pot (97) porte un labyrinthe d'étanchéité sur chacune de ses faces, coopérant respectivement avec la paroi périphérique (82) et la paroi correspondante (83). 35
  29. 29. Dispositif selon l'une des revendications 14 à 28, caractérisé par un clapet anti-retour (117) à une entrée de gaz (84) dans la chambre inférieure (73), pour que cette dernière exerce une fonction d'amortissement des mouvements verticaux du volant, notamment sous l'effet des cahots lors de la circulation d'un véhicule où l'accumulateur est installé.
  30. 30.Dispositif selon l'une des revendications 9 à 29, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (28) pour piloter le rapport de transmission du variateur de vitesse dans le sens d'une augmentation de la vitesse de l'organe rotatif de commande (13) par rapport à la vitesse de rotation de l'organe rotatif d'entrée (9) lorsque la vitesse de l'organe rotatif de sortie (11) doit être réduite, et/ou dans le sens d'une diminution de la vitesse de l'organe rotatif de commande (13) par rapport à la vitesse de l'organe rotatif d'entrée (9) lorsque la vitesse de l'organe rotatif de sortie (11) doit être augmentée.
  31. 31. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 29, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (28,
  32. 32) pour piloter une source de puissance (1) attelée à l'organe rotatif d'entrée (9), dans le sens d'une augmentation de la vitesse de l'organe rotatif d'entrée (9) lorsque la vitesse de l'organe rotatif de sortie (11) doit être réduite, et/ou dans le sens d'une diminution de la vitesse de rotation de l'organe rotatif d'entrée (9) lorsque la vitesse de l'organe rotatif de sortie doit être augmentée (11). 32. Groupe motopropulseur pour véhicules automobiles, comprenant un moteur (1) et un dispositif de transmission selon l'une des revendications 9 à 31, dont l'organe rotatif d'entrée (9) peut être couplé à un arbre de puissance du moteur (1).
  33. 33. Groupe motopropulseur selon la revendication 32, caractérisé en ce que le moteur est un moteur thermique (1), en particulier à combustion interne.
  34. 34. Groupe motopropulseur selon la revendication 32 ou 33, caractérisé en ce qu'il comprend une machine dynamo-électrique (24) couplée à l'organe rotatif de commande (13).
  35. 35. Groupe motopropulseur selon la revendication 34, caractérisé en ce qu'il comprend : - - un embrayage (27, 57) monté pour permettre la rotation de l'au moins un volant (58) lorsque le moteur thermique (1) est à l'arrêt -- la machine dynamo-électrique (26) est du même côté de l'embrayage (27, 57) que l'au moins un volant (58) et sert de démarreur par lancement de l'au moins un volant (58) lorsque l'embrayage (27, 57) est ouvert, puis fermeture de l'embrayage (27, 57) pour lancer le moteur thermique (1).
  36. 36. Groupe motopropulseur selon l'une des revendications 32 à 34 caractérisé en ce qu'il comprend : - - un embrayage (27, 57) monté pour permettre la rotation de l'au moins un volant (58) lorsque le moteur thermique (1) est à l'arrêt - - une fonction « start-stop » assurant : i) ouverture de l'embrayage (27, 57) et arrêt du moteur thermique (1) lorsque l'au moins un volant (58) est à sa vitesse maximale à l'issue d'au moins une première phase de ralentissement de l'organe rotatif de sortie (11) ; ii) fermeture progressive de l'embrayage (27, 57) pour redémarrer le moteur (1) et réaccélérer l'organe rotatif de sortie (11) à partir d'une vitesse nulle ou non nulle de l'organe rotatif de sortie (11), avec diminution de la vitesse du volant (58).
  37. 37. Groupe motopropulseur selon la revendication 34, caractérisé en ce qu'il comprend : - - un embrayage (27, 57) monté pour permettre la rotation de l'au moins un volant (58) lorsque le moteur thermique (1) est à l'arrêt - - la machine dynamo-électrique (24) est du même côté de l'embrayage (27, 57) que l'au moins un volant (58) et sert de démarreur par lancement de l'au moins un volant (58) lorsque l'embrayage (1) est ouvert, puis fermeture de l'embrayage (27, 57) pour lancer le moteur thermique (1) ; - - un accumulateur électrique (26) relié à la machine dynamo-électrique (24); - - une fonction « arrêt prolongé » assurant, lorsque l'embrayage (27, 57) est ouvert et le moteur (1) arrêté :i) transformation de l'énergie cinétique de l'au moins un volant (58) en un courant de charge de l'accumulateur (26) par la machine dynamo-électrique (24) fonctionnant en génératrice juste après l'immobilisation du véhicule pour un arrêt prolongé ; ii) relance du volant (58) par la machine dynamo-électrique (24) fonctionnant en moteur à l'issue de l'arrêt prolongé du véhicule.
  38. 38. Groupe motopropulseur selon la revendication 37, caractérisé en ce que pendant que le véhicule est en déplacement, la machine dynamo-électrique (24) charge la l'accumulateur (26) à un niveau relativement bas, et réduit ou interrompt la charge lorsque ce niveau relativement bas tend à être dépassé.
  39. 39. Groupe motopropulseur selon l'une des revendications 32 à 38, caractérisé en ce qu'il comprend une boîte de vitesses (12) entre l'organe rotatif de sortie (11) et les roues (2) du véhicule.
  40. 40. Groupe motopropulseur selon la revendication 39, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de pilotage (28, 29) qui, pendant un changement de rapport dans la boîte de vitesses (12), agissent sur le variateur (7) pour faire varier la vitesse des organes rotatifs d'entrée (9) et de sortie (11) par rapport à la vitesse de l'organe rotatif de commande (13) pour que l'organe rotatif de sortie (11) ait une nouvelle vitesse de rotation correspondant au nouveau rapport de transmission.
  41. 41. Groupe motopropulseur selon la revendication 39 ou 40, caractérisé en ce que la boîte de vitesses (12) est une boîte de vitesses automatique.
  42. 42. Véhicule équipé d'un groupe motopropulseur selon l'une des revendications 32 à 41.30
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013083885A1 (fr) 2011-12-05 2013-06-13 Roumen Antonov Dispositif de transmission, groupe motopropulseur, accumulateur d'energie, et vehicule ainsi equipe
FR2986747A1 (fr) * 2012-02-13 2013-08-16 Roumen Antonov Dispositif de transmission, groupe motopropulseur, accumulateur d'energie, et vehicule ainsi equipe
DE102013222445A1 (de) 2013-01-25 2014-07-31 Magna Powertrain Ag & Co. Kg Schwungmassenspeicher

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2955418B1 (fr) 2014-06-13 2019-02-20 Perkins Engines Company Limited Transmission assistée par variateur

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4836049A (en) * 1987-12-07 1989-06-06 Ford Motor Company Continually variable transmission having fixed ratio and variable ratio mechanisms
US20040124021A1 (en) * 2002-11-29 2004-07-01 Hisanori Shirai Hybrid-vehicle power train
US20100120579A1 (en) * 2008-11-11 2010-05-13 Nippon Soken, Inc. In-vehicle power transmission device and driving system for vehicle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4836049A (en) * 1987-12-07 1989-06-06 Ford Motor Company Continually variable transmission having fixed ratio and variable ratio mechanisms
US20040124021A1 (en) * 2002-11-29 2004-07-01 Hisanori Shirai Hybrid-vehicle power train
US20100120579A1 (en) * 2008-11-11 2010-05-13 Nippon Soken, Inc. In-vehicle power transmission device and driving system for vehicle

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013083885A1 (fr) 2011-12-05 2013-06-13 Roumen Antonov Dispositif de transmission, groupe motopropulseur, accumulateur d'energie, et vehicule ainsi equipe
FR2986747A1 (fr) * 2012-02-13 2013-08-16 Roumen Antonov Dispositif de transmission, groupe motopropulseur, accumulateur d'energie, et vehicule ainsi equipe
DE102013222445A1 (de) 2013-01-25 2014-07-31 Magna Powertrain Ag & Co. Kg Schwungmassenspeicher
WO2014114774A1 (fr) 2013-01-25 2014-07-31 Engineering Center Steyr Gmbh & Co Kg Accumulateur de masse d'inertie

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