FR2999356A1 - Dispositif de transmission de puissance - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de transmission de puissance (100) d'un moteur électrique (200), comportant un carter (104) adapté à être relié à une masse électrique, un arbre primaire (101) adapté à être entrainé en rotation par ledit moteur électrique et au moins un arbre secondaire (102, 103) qui est adapté à coopérer mécaniquement avec ledit arbre primaire, lesdits arbres primaire et secondaire étant au moins partiellement logés à l'intérieur dudit carter. Selon l'invention, ce carter enferme en outre une huile de lubrification conductrice enrichie en particules de graphite, adaptée à établir un contact électrique entre, d'une part, les arbres primaire et secondaire et, d'autre part, le carter.

Description

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale le domaine des dispositifs de transmission de puissance. Elle concerne plus particulièrement un dispositif de transmission de la puissance d'un moteur électrique, comportant un carter adapté à être relié à une masse électrique, un arbre primaire adapté à être entrainé en rotation par ledit moteur électrique et au moins un arbre secondaire qui est adapté à coopérer mécaniquement avec ledit arbre primaire, lesdits arbres primaire et secondaire étant au moins partiellement logés à l'intérieur dudit carter. Elle concerne également un ensemble comportant un tel dispositif de transmission de puissance et un moteur électrique ainsi qu'un procédé de fabrication de ce dispositif de transmission de puissance.

L'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour la réalisation de réducteurs ou de boîtes de vitesses de véhicule automobiles électriques ou hybrides. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Les dispositifs de transmission de puissance connus, réducteurs ou 20 boîtes de vitesses, par exemple, comprennent de manière classique au moins un arbre secondaire pouvant coopérer mécaniquement avec l'arbre primaire de ce dispositif de transmission de puissance. Les arbres primaire et secondaire sont montés en rotation sur le carter de ce dispositif de transmission de puissance, par exemple par l'intermédiaire de 25 roulements. Un train d'engrenages entraîne la rotation de l'arbre secondaire à partir de la rotation de l'arbre primaire. Ces dispositifs de transmission de puissance connus comprennent, à l'intérieur de leur carter, une huile lubrifiante non graphitée, pour assurer la lubrification des différents éléments mécaniques du dispositif de transmission de 30 puissance. Cette huile lubrifiante non graphitée est isolante électriquement. Ainsi, lors du fonctionnement du moteur, cette huile forme un film isolant à l'intérieur des roulements, qui isole électriquement l'ensemble des arbres de ce dispositif de transmission de puissance. De même, elle forme un film isolant qui isole électriquement entre elles les dentures des roues d'engrenages de chaque train d'engrenages. Lors du fonctionnement du moteur électrique qui entraîne l'arbre primaire du dispositif de transmission de puissance, en raison notamment du découpage à haute fréquence, de l'ordre du kiloHertz, des courants et des tensions d'alimentation du moteur électrique, des courants électriques parasites peuvent circuler dans le rotor du moteur électrique et se propager dans le dispositif de transmission de puissance. En raison de l'isolation électrique des différentes pièces mécaniques du dispositif de transmission de puissance par l'huile de lubrification isolante, ces courants électriques parasites ne peuvent pas se propager jusqu'au carter du dispositif de transmission de puissance, qui est relié à une masse électrique. Certaines parties du dispositif de transmission de puissance forment alors des capacités parasites qui se chargent. Des différences de potentiels se créent entre ces parties du dispositif de transmission de puissance et le carter. Au- delà d'une tension de claquage donnée, des arcs électriques peuvent alors se créer entre différentes pièces mécaniques de ce dispositif de transmission de puissance. Ces arcs électriques ont notamment pour effet d'endommager les roulements et les dentures des roues d'engrenages de telle sorte que leur durée de vie est raccourcie. Une solution connue à ce problème technique consiste à relier l'arbre du rotor du moteur électrique au carter de ce moteur électrique par des balais ou des joints conducteurs de sorte que les courants électriques parasites soient acheminés facilement vers le carter du moteur qui est également relié à une masse électrique. Un inconvénient de cette solution consiste en l'utilisation de pièces additionnelles - balais ou joints - qui sont coûteuses et nécessitent une étape de montage particulière. OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier à l'inconvénient précité de l'état de la technique, la présente invention propose un dispositif de transmission de puissance tel que défini en introduction, dans lequel les courants parasites circulant dans les arbres primaire et secondaire sont acheminés simplement jusqu'au carter de cette boîte de vitesse, de manière économique.

Plus particulièrement, on propose selon l'invention un dispositif de transmission de puissance tel que décrit en introduction, dans lequel le carter enferme en outre une huile de lubrification conductrice enrichie en particules de graphite, adaptée à établir un contact électrique entre, d'une part, les arbres primaire et secondaire et, d'autre part, le carter. D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du dispositif de transmission de puissance conforme à l'invention sont les suivantes : - il est prévu un ensemble de roulements pour le montage en rotation desdits arbres primaire et secondaire sur ledit carter, et des moyens de répartition de l'huile lubrifiante enrichie en particules de graphite contenue dans le carter adaptés à acheminer une partie de cette huile vers l'intérieur desdits roulements ; - il est prévu un train d'engrenages pour l'entraînement en rotation de l'arbre secondaire par l'arbre primaire, et des moyens de répartition de l'huile lubrifiante enrichie en particules de graphite contenue dans le carter adaptés à acheminer une partie de cette huile vers les dentures des roues d'engrenage dudit train d'engrenages ; - les particules de graphite contenues dans ladite huile lubrifiante enrichie en particules de graphite sont des particules de graphite amorphe ; - les particules de graphite contenues dans ladite huile lubrifiante enrichie en particules de graphite présentent une taille inférieure ou égale à 5 micromètres; - les particules de graphite contenues dans ladite huile lubrifiante enrichie en particules de graphite sont présentes dans cette huile sous une concentration massique comprise entre 100 et 30000 parties par million.

L'invention concerne également un ensemble comportant un moteur électrique et un dispositif de transmission de puissance tel que décrit précédemment, dans lequel l'arbre dudit moteur électrique est solidaire en rotation de l'arbre primaire du dispositif de transmission de puissance. L'invention concerne également un véhicule automobile comportant un tel ensemble. L'invention concerne enfin un procédé de fabrication d'un dispositif de transmission de puissance comprenant les étapes suivantes : a) assemblage d'un carter, d'un arbre primaire adapté à être entrainé par un moteur électrique et d'au moins un arbre secondaire adapté à coopérer mécaniquement avec ledit arbre primaire du dispositif de transmission de puissance, b) introduction dans le carter d'une première quantité prédéterminée d'huile lubrifiante non enrichie en particules de graphite, c) introduction dans le carter d'une deuxième quantité prédéterminée d'un additif graphité comprenant un mélange d'un composant soluble dans ladite huile lubrifiante non enrichie en particules de graphite et de particules de graphite. Selon une caractéristique avantageuse de ce procédé, on détermine, à l'étape c), la deuxième quantité prédéterminée de cet additif graphité de telle sorte que la concentration finale des particules de graphite dans la première quantité prédéterminée d'huile lubrifiante non enrichie en particules de graphite et ledit composant soluble soit égale à une concentration massique souhaitée de particules de graphite dans l'huile lubrifiante enrichie en particules de graphite. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - la figure 1 est une vue schématique de dessus d'un premier mode de réalisation d'un ensemble conforme à l'invention comportant un dispositif de transmission de puissance et un moteur électrique associés ; et - la figure 2 est une vue schématique de dessus d'un deuxième mode de réalisation de cet ensemble selon l'invention, comportant un dispositif de transmission de puissance accouplé avec un moteur électrique.

Sur les figures 1 et 2, on a représenté deux modes de réalisation de l'ensemble 500 conforme à l'invention, comportant un dispositif de transmission de puissance 100 et un moteur électrique 200. Comme expliqué plus en détails ci-dessous, ces deux modes de réalisation ne diffèrent que par l'accouplement de l'arbre primaire 101 du dispositif de transmission de puissance 100 avec l'arbre 201 du rotor du moteur électrique 200. En conséquence, les éléments correspondants ou identiques des deux modes de réalisation représentés sur les figures 1 et 2 seront référencés par les mêmes signes.

Comme représenté sur les figures 1 et 2, le dispositif de transmission 100 selon l'invention comporte un carter 104, l'arbre primaire 101 et au moins un arbre secondaire 102, 103 qui est adapté à coopérer mécaniquement avec ledit arbre primaire 101 du dispositif de transmission de puissance 100.

Ces arbres primaire et secondaire sont métalliques donc conducteurs électriques. Le carter 104 est une enveloppe métallique qui enferme les différentes pièces mécaniques du dispositif de transmission 100. Lesdits arbres primaire 101 et secondaire 102, 103 sont au moins partiellement logés à l'intérieur dudit carter 104. Le carter 104 est fermé de manière étanche. Ce carter 104 est donc réalisé en matériau conducteur électrique et est adapté à être connecté électriquement à une masse électrique. L'arbre primaire 101 du dispositif de transmission 100 est adapté à être entraîné en rotation par le moteur électrique 200. Plus précisément, dans l'ensemble 500, cet arbre primaire 101 est entraîné en permanence en rotation par le moteur électrique 200. Ce moteur électrique 200 est par exemple une machine électrique 203 de type radiale à rotor bobiné. D'autres types de machine électrique sont également utilisables dans le cadre de l'invention, par exemple des machines de type axiale discoïde, à aimant ou à bobine d'excitation, ou des machines à reluctance. Le moteur électrique est ici disposé dans un carter 204 distinct du carter 104 du dispositif de transmission de puissance 100. En variante, on peut envisager que le moteur électrique et le dispositif de transmission de puissance sont disposés dans un carter commun. Selon le premier mode de réalisation du dispositif de transmission de puissance 100 conforme à l'invention, représenté sur la figure 1, l'arbre primaire 101 du dispositif de transmission de puissance 100 est formé d'une seule pièce avec l'arbre 201 du rotor du moteur électrique 200. L'arbre primaire 101 s'étend alors à travers le dispositif de transmission de puissance 100 et à travers le moteur électrique 200. Selon le deuxième mode de réalisation du dispositif de transmission de puissance 100 conforme à l'invention, représenté sur la figure 2, l'arbre primaire 101 du dispositif de transmission de puissance 100 est une pièce distincte de l'arbre 201 du rotor du moteur 200. L'arbre primaire 101 du dispositif de transmission de puissance 100 est alors accouplé à l'arbre 201 du rotor du moteur électrique 200, par exemple par un ensemble de cannelures.

Ici, comme représenté sur la figure 2, l'arbre primaire 101 du dispositif de transmission de puissance 100 comporte une partie femelle 101A en creux disposée à l'une de ses extrémités, qui reçoit une extrémité mâle 201A de l'arbre 201 du rotor du moteur électrique 200. Des cannelures sont prévues sur la surface intérieure de ladite partie femelle 101A de l'arbre primaire 101 du dispositif de transmission de puissance 100 et des cannelures complémentaires sont prévues sur la surface extérieure de l'extrémité mâle 201A de l'arbre 201 du rotor du moteur électrique 200. La coopération des cannelures de l'arbre primaire 101 du dispositif de transmission de puissance et des cannelures complémentaires de l'arbre 201 du rotor du moteur électrique 200 assure une solidarisation permanente des deux arbres, qui tournent ensemble. Dans ce mode de réalisation, des arcs électriques peuvent également se produire entre lesdites cannelures et le carter du dispositif de transmission de puissance.

Dans les deux exemples de réalisation du dispositif de transmission de puissance 100 représentés ici, il est prévu deux arbres secondaires 102, 103. Le dispositif de transmission de puissance 100 est ici un réducteur. Il présente un rapport de démultiplication fixe. En conséquence, un premier 102 des deux arbres secondaires coopère mécaniquement en permanence avec l'arbre primaire 101 du dispositif de transmission de puissance 100, et un deuxième 103 des deux arbres secondaires coopère mécaniquement en permanence avec ledit premier arbre secondaire 102. Le premier arbre secondaire 102 sera appelé dans la suite l'arbre intermédiaire 102, et le deuxième arbre secondaire 103 sera appelé dans la suite l'arbre différentiel 103. L'arbre différentiel 103 est celui qui fournit ici un couple utile en sortie du dispositif de transmission de puissance. Par exemple, dans le cas où l'ensemble 500 est utilisé dans un véhicule automobile, l'arbre différentiel 103 est relié mécaniquement à chacune de ses extrémités à une roue du véhicule automobile, par l'intermédiaire d'un pont différentiel (non représenté). La coopération mécanique des arbres primaires 101, intermédiaire 102 et différentiel 103 est ici assurée par deux trains d'engrenages 301, 302.

Un premier train d'engrenages 301 comporte une première roue d'engrenage 301A portée par l'arbre primaire 101 et solidaire en rotation de cet arbre primaire 101, et une deuxième roue d'engrenage 301B portée par l'arbre intermédiaire 102 et solidaire en rotation de cet arbre intermédiaire 102. Les dentures de ces première et deuxième roues d'engrenage coopèrent mécaniquement entre elles. Un deuxième train d'engrenages 302 comporte une troisième roue engrenage 302A portée par l'arbre intermédiaire 102 et solidaire en rotation de cet arbre intermédiaire 102, et une quatrième roue d'engrenage 302B portée par l'arbre différentiel 103 et solidaire en rotation de cet arbre différentiel 103. Les dentures de ces troisième et quatrième roues d'engrenage coopèrent mécaniquement entre elles. Les roues d'engrenages 301A, 301B, 302A, 302B représentées ici schématiquement sont des roues dentées qui présentent une denture droite parallèle à leur axe de rotation, c'est-à-dire parallèle à l'arbre sur lequel elles sont 20 fixées. En variante, ces roues d'engrenages peuvent comporter une denture hélicoïdale inclinée par rapport à leur axe de rotation. Le nombre de dents des deuxième et quatrième roues d'engrenages 301B, 302B étant respectivement supérieur au nombre de dents des première et 25 troisième roues d'engrenages 301A, 302A, les vitesses de rotation des arbres intermédiaire 102 et différentiel 103 sont respectivement inférieures aux vitesses de rotation des arbres primaire 101 et intermédiaire 102. La présence de l'arbre intermédiaire 102 dans le dispositif de transmission de puissance résulte ici d'un compromis entre le rapport de 30 démultiplication de puissance souhaité et l'encombrement du dispositif de transmission de puissance. On comprend donc que l'on pourrait envisager de n'utiliser qu'un seul arbre secondaire, qui serait ici l'arbre différentiel, moyennant l'utilisation d'un train d'engrenages différent. Pour obtenir un rapport de démultiplication équivalent, ce train d'engrenages serait cependant plus encombrant. De la même manière, on peut envisager d'utiliser un nombre supérieur ou égal à deux d'arbres intermédiaires entre l'arbre primaire et l'arbre différentiel. Dans les exemples représentés ici, chaque arbre primaire 101, intermédiaire 102 et différentiel 103 du dispositif de transmission de puissance est monté mobile en rotation sur le carter 104 du dispositif de transmission de puissance 100 par des roulements 400. L'arbre 201 du rotor du moteur électrique est également monté mobile en rotation sur le carter 204 du moteur électrique par un ou deux roulements 400 (voir figures 1 et 2). Il peut s'agir de tout type de roulements adaptés connus de l'homme du métier, notamment de roulement à billes, de roulements à rouleaux cylindriques ou de roulements à rouleaux coniques. Dans un souci de simplification on a représenté ici schématiquement des roulements à billes 400. Cependant, de manière bien connue de l'homme du métier, les roulements utilisés pour monter l'arbre différentiel sur le carter peuvent avantageusement être des roulements coniques, particulièrement adaptés aux couples élevés supportés par cet arbre différentiel. Quel que soit le type de roulements, celui-ci comporte de manière habituelle une bague intérieure 401 fixée sur l'arbre maintenu par le roulement 400 de manière à être solidaire de cet arbre, une bague extérieure 402 fixée sur le carter 104 du dispositif de manière à être solidaire de ce carter 104, et des éléments centraux mobiles en rotation 403 sous la forme de billes, de cylindres ou de tronçons de cônes.

Ces roulements 400 sont constitués d'éléments métalliques donc conducteurs de l'électricité. De manière remarquable, le carter 104 du dispositif de transmission de puissance 100 enferme en outre une huile de lubrification conductrice de l'électricité, enrichie en graphite, et adaptée à établir un contact électrique entre, d'une part, les arbres primaire 101 et secondaires 102, 103 et, d'autre part, le carter 104. A cet effet, il est prévu dans le carter 104 du dispositif de transmission de puissance 100 des moyens de répartition de l'huile lubrifiante enrichie en graphite contenue dans le carter 104 adaptés à acheminer une partie de cette huile vers l'intérieur desdits roulements 400, entre les dentures des roues d'engrenages des trains d'engrenages 301, 302 et, le cas échéant, entre les cannelures assurant la solidarisation de l'arbre primaire du dispositif de transmission de puissance et de l'arbre du rotor du moteur électrique 200.

En effet, il est particulièrement important que ladite huile lubrifiante enrichie en graphite soit disposée, d'une part, à l'intérieur desdits roulements 400, pour établir un contact électrique entre chacun desdits arbres primaire 101, intermédiaire 102 et différentiel 103 et le carter 104 à travers lesdits roulements 400, et, d'autre part, entre les dentures desdites roues des trains d'engrenages 301, 302 pour établir un contact électrique entre chaque roue d'engrenage 301A, 301B, 302A, 302B et le carter 104 dudit dispositif de transmission 100, à travers les arbres et les roulements voisins. A cet effet, les moyens de répartition de l'huile lubrifiante enrichie en graphite à l'intérieur du dispositif de transmission de puissance peuvent 15 comprendre par exemple des moyens de répartition par barbotage ou par pulvérisation. Dans le cas de la répartition de l'huile par barbotage, le fond du carter 104 du dispositif de transmission de puissance 100 constitue un réservoir contenant l'huile lubrifiante enrichie en graphite dans lequel trempe en 20 permanence une partie d'au moins une roue d'engrenage 301A, 301B, 302A, 302B. La rotation de cette roue d'engrenage provoque l'entraînement d'une partie de l'huile et son éjection par centrifugation en direction des parois internes du carter 104. Les moyens de répartition de l'huile lubrifiante enrichie en graphite comprennent alors ici le carter et ladite roue d'engrenage baignant dans l'huile. 25 Une partie de l'huile lubrifiante enrichie en graphite éjectée ruisselle alors sur lesdites parois internes du carter 104 et est acheminée vers les roulements 400 et les trains d'engrenages 301, 302. Dans le cas du deuxième mode de réalisation représenté sur la figure 2, l'huile est également acheminée vers les cannelures d'accouplement de l'arbre primaire 101 et de l'arbre du rotor du moteur 30 électrique 200. Dans le cas de la répartition de l'huile par pulvérisation, les moyens de répartition comprennent un réservoir d'huile lubrifiante enrichie en graphite disposé à l'intérieur ou à l'extérieur du dispositif de transmission de puissance 100 et un réseau de canalisations qui achemine l'huile jusqu'à des buses d'injection qui injectent l'huile lubrifiante enrichie en graphite dans le carter 104, de manière à ce que cette huile lubrifiante enrichie en graphite s'introduise notamment dans les roulements 400 et les dentures des roues d'engrenages 301, 302. Dans le cas du deuxième mode de réalisation représenté sur la figure 2, l'huile est également acheminée vers les cannelures d'accouplement de l'arbre primaire 101 et de l'arbre du rotor du moteur électrique 200. L'acheminement de l'huile lubrifiante enrichie en graphite vers les cannelures d'accouplement de l'arbre primaire 101 et de l'arbre du rotor du moteur électrique 200 du deuxième mode de réalisation est favorisé par le fait que l'arbre primaire 101 du dispositif de transmission de puissance 100 comporte ladite partie femelle 101A qui porte les cannelures d'accouplement et l'arbre 201 du rotor du moteur électrique 200 comporte la partie mâle 201A qui porte les cannelures complémentaires. Quels que soient les moyens de répartition de l'huile lubrifiante enrichie en graphite dans le carter, les roulements 400 sont ici de préférence ouverts sur les côtés latéraux perpendiculaires aux bagues intérieure et extérieure de manière à ce que cette huile puisse facilement pénétrer à l'intérieur de ces roulements 400. Il s'agit donc de roulements de type non étanche. Plus précisément selon l'invention, ladite huile lubrifiante enrichie en graphite est une huile adaptée aux dispositifs de transmission de puissance comme les réducteurs ou les boîtes de vitesse, à laquelle sont ajoutées des particules de graphite. Cette huile adaptée aux dispositifs de transmission est en particulier adaptée à conserver ses propriétés lubrifiantes même soumise à une très grande pression telle que celle exercée sur l'huile présente entre les dentures des roues d'engrenages. Le graphite présente, d'une part, des propriétés lubrifiantes et, d'autre part, des propriétés de conduction électrique. Le graphite utilisé pour enrichir ladite huile lubrifiante est par exemple du graphite naturel. Il peut s'agir de graphite cristallin se présentant sous forme de paillettes ou de graphite micro-cristallin, aussi appelé graphite amorphe, se présentant sous la forme d'une poudre noire. Les paillettes sont des particules dont la forme est aplatie, quasi-plane, tandis que les particules de graphite amorphe présentent une forme quelconque, sans direction privilégiée. L'huile lubrifiante enrichie en graphite utilisée ici contient de préférence du graphite exclusivement sous forme amorphe. Les performances de conduction de l'électricité de cette huile lubrifiante enrichie en graphite sont ainsi optimisées. De préférence, les particules de graphite se trouvant dans l'huile lubrifiante enrichie en graphite présentent une taille inférieure ou égale à 5 micromètres, par exemple, une taille égale à 3 micromètres à un micromètre près. Elles se trouvent dispersées dans l'huile lubrifiante sous une concentration comprise entre 100 et 30000 parties par million dans l'huile, par exemple une concentration égale à 600 parties par million à 10 pourcent près. Cette dispersion est homogène et stable. Elle ne comprend pas d'agglomérats de particules de graphite et les particules de graphite restent dispersées dans l'huile lubrifiante sans phénomène de sédimentation. Ceci est obtenu par exemple par l'utilisation d'une huile lubrifiante contenant un agent dispersant adapté. En outre, les propriétés lubrifiantes de l'huile lubrifiante enrichie en graphite sont conservées, voire améliorées grâce à la présence des particules de graphite. En pratique, lors de l'utilisation du dispositif de transmission de puissance, le carter 104 constitue une masse électrique. Grâce à la présence de l'huile lubrifiante enrichie en graphite qui présente des propriétés de conductivité électrique d'une part, dans les roulements 400, et, d'autre part, entre les dentures des roues d'engrenages 301A, 301B, 302A, 302B et les cannelures de l'arbre primaire 101 et de l'arbre 201 du rotor le cas échéant, les courants parasites circulant depuis le moteur électrique 200 vers le dispositif de transmission de puissance 100 sont acheminés depuis chaque arbre primaire 101, intermédiaire 102 et différentiel 103 vers le carter 104 à travers la bague intérieure 401 des roulements, les billes 403 des roulements et la bague extérieure 402 des roulements 400. Le contact électrique entre la bague intérieure 401 des roulements 400 et les billes 403 des roulements 400, d'une part, et entre les billes 403 des roulements 400 et la bague extérieure 402 des roulements 400 est assuré par l'huile lubrifiante enrichie en graphite. Ce passage des courants parasites est représenté schématiquement par des pointillés sur les figures 1 et 2. Les courants parasites circulant dans les roues d'engrenages sont également acheminés vers le carter 104 en passant à travers l'arbre 101, 102, 103 et les roulements 400 les plus proches. La présence d'huile lubrifiante enrichie en graphite entre les dentures des roues d'engrenage permet à ces courants d'emprunter le plus court chemin électrique possible vers le carter 104. Plus précisément, l'huile lubrifiante enrichie en particules de graphite autorise le passage de courants vers la masse électrique formée ici par le carter 104 à des tensions basses, pour lesquelles ce passage de courant n'endommage pas les pièces en contact du dispositif de transmission de puissance. En pratique, la tension de claquage à laquelle les arcs électriques se forment entre les pièces du dispositif de transmission de puissance est au moins divisée par huit dans le dispositif selon l'invention grâce à l'utilisation de l'huile lubrifiante enrichie en particules de graphite, par rapport à un dispositif de transmission de puissance similaire contenant une huile neuve non enrichie en particules de graphite. Grâce à l'utilisation de l'huile lubrifiante enrichie en graphite, l'usure prématurée des pièces du dispositif de transmission de puissance due à la formation d'arcs électriques est donc limitée ou évitée. On a ici envisagé le cas où le dispositif de transmission de puissance selon l'invention est un réducteur. En variante (non représentée), il est possible d'envisager que le dispositif de transmission selon l'invention soit une boîte de vitesse. Dans ce cas, comme pour le réducteur, l'arbre primaire entraîné par le moteur électrique est destiné à coopérer par le biais de roues d'engrenages avec les roues d'engrenages d'un arbre secondaire de sortie monté rotatif dans le carter et correspondant à l'arbre différentiel du réducteur.

Pour cela, les deux extrémités de l'arbre secondaire de sortie sont montées dans des roulements solidaires du carter de la boîte de vitesses. L'arbre primaire de la boîte de vitesses supporte par exemple un empilage comprenant d'une part, des roues d'engrenages montées de manière rotative sur ledit arbre primaire et, d'autre part, des mécanismes de synchronisation pour solidariser en rotation chacune des roues d'engrenages avec l'arbre secondaire de sortie. Chaque mécanisme de synchronisation comporte par exemple un moyen solidaire de l'arbre secondaire de sortie et un baladeur déplaçable en translation entre deux positions extrêmes. Chaque baladeur permet le frottement d'un cône de synchronisation, sur le cône de sa roue d'engrenage pour l'entraîner à la vitesse souhaitée via l'arbre primaire. En outre, la boîte de vitesses comprend de préférence un arbre tertiaire agencé de telle sorte que sa rotation soit inversée par rapport au sens de rotation des autres arbres et utilisé lors du passage de la marche arrière. Il peut en pratique s'agir de tout type de boîtes de vitesses connues. Il peut notamment s'agir d'une boîte de vitesses ou d'un réducteur dans lequel les arbres primaire et secondaires ne s'étendent pas parallèlement à l'arbre du rotor du moteur électrique, comme cela est le cas dans les exemples représentés. Il est possible que l'arbre primaire s'étende perpendiculairement à l'arbre du rotor du moteur électrique ou que l'arbre secondaire s'étende perpendiculairement à l'arbre primaire. On utilise alors de manière classique des roues d'engrenages à denture sphérique pour faire la liaison entre ces deux arbres.

Le dispositif de transmission de puissance 100 est particulièrement adapté pour son utilisation dans un véhicule automobile électrique ou hybride. L'invention concerne alors également le véhicule automobile comportant ce dispositif de transmission et un moteur électrique adapté à mettre en rotation l'arbre primaire 101 de ce dispositif de transmission.

Dans le cas de l'utilisation du dispositif de transmission de puissance décrit ici dans un véhicule hybride, l'arbre primaire peut être adapté à être entraîné en rotation également par un moteur à combustion interne. Cependant, ce dispositif de transmission de puissance peut être adapté à une utilisation dans toute machine électrique mettant en oeuvre un moteur 25 électrique. En pratique, pour fabriquer le dispositif de transmission de puissance 100 décrit précédemment, on réalise de préférence les étapes suivantes : a) assemblage, dans le carter 104, de l'arbre primaire 101 et des arbres secondaires 102, 103, 30 b) introduction dans le carter 104 d'une première quantité prédéterminée d'huile lubrifiante non enrichie en graphite, c) introduction dans le carter 104 d'une deuxième quantité prédéterminée d'un additif graphité comprenant un mélange d'un composant soluble dans ladite huile lubrifiante non enrichie en graphite et de particules de graphite.

On détermine de préférence, pour la réalisation de l'étape c), la deuxième quantité prédéterminée de cet additif graphité en fonction de la première quantité prédéterminée d'huile lubrifiante non enrichie en graphite de telle sorte que la concentration finale des particules de graphite dans la première quantité prédéterminée d'huile lubrifiante non enrichie en graphite additionnée du composant soluble soit égale à la concentration massique souhaitée de particules de graphite dans l'huile lubrifiante enrichie en graphite, à savoir ici à la concentration souhaitée comprise entre 100 et 30000 parties par million. On prend également en compte à cet effet la concentration massique des particules de graphite dans le composant soluble de l'additif graphité. En pratique, l'additif graphité présente une concentration massique très élevée par rapport à la concentration massique souhaitée dans l'huile lubrifiante enrichie en graphite, de sorte que la deuxième quantité de cet additif graphité est faible par rapport à la première quantité d'huile lubrifiante non enrichie en graphite introduite dans le carter. Dans les exemples décrits précédemment, lors de l'étape a), les arbres primaire 101, intermédiaire 102 et différentiel 103 avec leur train d'engrenages 301, 302 sont montés mobiles en rotation sur le carter 104 grâce aux roulements 400.

L'huile lubrifiante non enrichie en graphite est introduite, à l'étape b), de manière classique dans le carter 104. Il peut s'agir par exemple d'une huile de boîte de vitesses connue, comme l'huile ayant pour référence ETL8997B commercialisée par Texaco® ou l'huile TPM7329 commercialisée par Total®. La première quantité prédéterminée d'huile lubrifiante non enrichie en graphite introduite dans le carter est par exemple comprise entre 600 et 900 millilitres. Cette première quantité prédéterminée dépend du volume du dispositif de transmission et pourrait par exemple être comprise entre 2 et 3 Litres dans le cas d'une boîte de vitesses classique.

Ensuite, à l'étape c), on introduit séparément les particules de graphite dans le carter 104, de manière à réaliser le mélange entre l'huile lubrifiante non enrichie en graphite et les particules de graphite in situ, directement à l'intérieur du carter 104. Afin de faciliter l'introduction des particules de graphite dans le carter 104 et d'assurer une bonne répétabilité de l'opération ainsi qu'un contrôle adéquat de la concentration finale en graphite de l'huile lubrifiante enrichie en graphite dans le carter 104, les particules de graphite sont mélangées préalablement à leur introduction dans le carte 104 avec ledit composé chimique soluble dans ladite huile lubrifiante non enrichie en graphite introduite dans le carter. Ce composé chimique peut être lui-même une huile ou une graisse issue du raffinage du pétrole. La graisse se distingue de l'huile en ce que sa plus grande viscosité que l'huile à température ambiante lui donne une texture de gel tandis que l'huile est liquide à température ambiante. La graisse est formée par exemple d'un composé hydrocarbure plus lourd que le composé hydrocarbure formant l'huile lubrifiante, c'est-à-dire comportant une chaîne hydrocarburée plus longue que celle de l'huile. Dans le cas où ce composé chimique est une huile, on disperse les particules de graphite dans ce composé chimique de manière à obtenir une huile présentant une haute concentration en graphite et on injecte dans le carter la deuxième quantité de cette huile à haute concentration en graphite nécessaire pour obtenir la concentration souhaitée de particules de graphite dans l'ensemble de l'huile lubrifiante présente dans le carter après dissolution de cette huile à haute concentration de graphite dans l'huile lubrifiante introduite à l'étape b). Cette injection peut par exemple être réalisée avec un pistolet. Dans le cas où ce composé chimique est une graisse, et présente donc une plus grande viscosité qu'une huile, on forme une pâte à partir de cette graisse et des particules de graphite de manière à obtenir une pâte à haute concentration en graphite et on introduit dans le carter la quantité de cette pâte à haute concentration en graphite nécessaire pour obtenir la concentration souhaitée de particules de graphite dans l'ensemble de l'huile lubrifiante présente dans le carter après dissolution de cette pâte à haute concentration de graphite dans l'huile lubrifiante introduite à l'étape b).

La dissolution du composé chimique dans lequel sont dispersées les particules de graphite est favorisée par l'échauffement du dispositif de transmission de puissance 100 lors de son fonctionnement.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de transmission de puissance (100) d'un moteur électrique (200), comportant un carter (104) adapté à être relié à une masse électrique, un arbre primaire (101) adapté à être entrainé en rotation par ledit moteur électrique (200) et au moins un arbre secondaire (102, 103) qui est adapté à coopérer mécaniquement avec ledit arbre primaire (101), lesdits arbres primaire (101) et secondaire (102 , 103) étant au moins partiellement logés à l'intérieur dudit carter (104), caractérisé en ce que ce carter (104) enferme en outre une huile de lubrification conductrice enrichie en particules de graphite, adaptée à établir un contact électrique entre, d'une part, les arbres primaire (101) et secondaire (102, 103) et, d'autre part, le carter (104).
2. 2. Dispositif de transmission de puissance (100) selon la revendication précédente, dans lequel il est prévu un ensemble de roulements (400) pour le montage en rotation desdits arbres primaire (101) et secondaire (102, 103) sur ledit carter (104), et des moyens de répartition de l'huile lubrifiante enrichie en particules de graphite contenue dans le carter (104) adaptés à acheminer une partie de cette huile vers l'intérieur desdits roulements (400).
3. 3. Dispositif de transmission de puissance (100) selon la revendication précédente, dans lequel il est prévu un train d'engrenages (301, 302) pour l'entraînement en rotation de l'arbre secondaire (102, 103) par l'arbre primaire (101), et des moyens de répartition de l'huile lubrifiante enrichie en particules de graphite contenue dans le carter (104) adaptés à acheminer une partie de cette huile vers les dentures des roues d'engrenages (301A, 301B, 302A, 302B) dudit train d'engrenages (301, 302).
4. 4. Dispositif de transmission de puissance (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les particules de graphite contenues dans ladite huile lubrifiante enrichie en particules de graphite sont des particules 30 de graphite amorphe.
5. 5. Dispositif de transmission de puissance (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les particules de graphite contenues dans ladite huile lubrifiante enrichie en particules de graphite présentent une taille inférieure ou égale à 5 micromètres.
6. 6. Dispositif de transmission de puissance (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les particules de graphite contenues dans ladite huile lubrifiante enrichie en particules de graphite sont présentes dans cette huile sous une concentration massique comprise entre 100 et 30000 parties par million.
7. 7. Ensemble (500) comportant un moteur électrique (200) et un dispositif de transmission de puissance (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'arbre (201) dudit moteur électrique (200) est solidaire en rotation de l'arbre primaire (101) du dispositif de transmission de puissance (100).
8. 8. Véhicule automobile comportant un ensemble (500) selon la revendication 7.
9. 9. Procédé de fabrication d'un dispositif de transmission de puissance (100) comprenant les étapes suivantes : a) assemblage dans un carter (104), d'un arbre primaire (101) adapté à être entrainé par un moteur électrique (200) et d'au moins un arbre secondaire (102, 103) adapté à coopérer mécaniquement avec ledit arbre primaire (101) du dispositif de transmission de puissance (100), b) introduction dans le carter (104) d'une première quantité prédéterminée d'huile lubrifiante non enrichie en graphite, c) introduction dans le carter (104) d'une deuxième quantité prédéterminée d'un additif graphité comprenant un mélange d'un composant soluble dans ladite huile lubrifiante non enrichie en particules de graphite et de particules de graphite.
10. 10. Procédé de fabrication d'un dispositif de transmission de puissance (100) selon la revendication précédente, selon lequel on détermine la deuxième quantité prédéterminée de cet additif graphité de telle sorte que la concentration finale des particules de graphite dans la première quantité prédéterminée d'huile lubrifiante non enrichie en particules de graphite et ledit composant soluble soit égale à une concentration massique souhaitée de particules de graphite dans l'huile lubrifiante enrichie en particules de graphite.