FR3005907A1

FR3005907A1 - Dispositif d'entrainement d'un accessoire de moteur a combustion

Info

Publication number: FR3005907A1
Application number: FR1354619A
Authority: FR
Inventors: Mathieu Pont
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: NEW H POWERTRAIN HOLDING, S.L.U., ES
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2014-11-28
Anticipated expiration: 2033-05-23
Also published as: FR3005907B1

Abstract

Dispositif d'entraînement d'un accessoire de moteur à combustion à partir d'un arbre d'entrée (2) lié au moteur, qui tourne sur son axe (Oz) en étant soumis aux oscillations du moteur, caractérisé en ce que : - il comporte un flasque d'entrée (3) entourant l'arbre d'entrée (2), une manivelle d'entraînement (9) fixée sur l'arbre d'entrée (2), un satellite (8) supporté par la manivelle (9) et un flasque de sortie (6) entraîné en rotation par le satellite et fixé sur l'arbre de sortie (7) du dispositif, et - le satellite (8) entraîne le flasque de sortie (6) par un pion excentrique (11) qui débat à l'intérieur d'une lumière allongée (6a) de celui-ci, de manière à compenser les variations de vitesse de l'arbre d'entrée (2) liées aux oscillations du moteur, sur la vitesse de rotation de l'arbre de sortie (7).

Description

DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT D'UN ACCESSOIRE DE MOTEUR A COMBUSTION La présente invention concerne l'entraînement d'un 5 accessoire de moteur, soumis aux oscillations du vilebrequin, tel que la pompe à vide. Elle a pour objet un dispositif d'entraînement d'un accessoire de moteur à combustion à partir d'un arbre d'entrée lié au moteur, qui tourne sur son axe en étant 10 soumis aux oscillations du moteur. Cette invention trouve une application privilégiée, mais non exclusive, sur l'entraînement d'une pompe à vide. Elle est applicable dans des conditions analogues, à toute pièce entrainée en rotation par un moteur acyclique, pour 15 laquelle on souhaite conserver le synchronisme, notamment pour entraîner la courroie de distribution depuis le vilebrequin, la pompe à huile depuis l'arbre à cames, la pompe à injection de carburant, ou encore la boite de vitesse. 20 L'analyse des défaillances d'une pompe à vide de moteur permet de montrer qu'elles trouvent parfois leur origine dans les acyclismes du moteur, transmis par l'arbre à cames, à l'axe d'entrée de la pompe. La pompe à vide peut être entraînée par un élément de 25 mécanisme, tel qu'un un joint homocinétique « de Oldham », assurant la transmission du mouvement de l'arbre à cames entre deux axes parallèles. L'entrainement est alors direct sans filtration, la pompe à vide voyant l'ensemble des acyclismes émis par le moteur. 30 Pour atténuer les acyclismes du moteur, on sait utiliser des pignons de distribution non circulaires, notamment ovales. Cette disposition est illustrée notamment par les publications W02006/000278 et US 2006/0035738. Mais les pignons ovales, qui sont optimisés pour limiter les 35 tensions dans la courroie, agissent finalement peu sur la pompe elle-même. Le pignon ovale ne peut d'ailleurs être pleinement efficace, que sur les acyclismes d'ordre deux du moteur, donc sur un moteur à quatre cylindres.

La présente invention a pour but de réduire les acyclismes, entre l'extrémité de l'arbre à cames et la pompe à vide de tout type de moteur thermique. Dans ce but, elle propose un dispositif comportant un flasque d'entrée entourant l'arbre d'entrée, une manivelle d'entraînement fixée sur l'arbre d'entrée, un satellite supporté par la manivelle, et un flasque de sortie entraîné en rotation par le satellite et fixé sur l'arbre de sortie du dispositif.

Conformément à l'invention, le satellite entraîne le flasque de sortie par un pion excentrique, qui débat à l'intérieur d'une lumière allongée de celui-ci, de manière à compenser les variations de vitesse de l'arbre d'entrée liées aux oscillations du moteur, sur la vitesse de rotation de l'arbre de sortie. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est le schéma fonctionnel d'un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 3 est le schéma fonctionnel d'un deuxième mode de réalisation de l'invention, et les figures 2 et 4 illustrent les résultats obtenus, sur des graphes. Le dispositif d'entraînement illustré par les figures 1 et 3 entraîne un accessoire de moteur à combustion (non représentés) à partir d'un arbre d'entrée 2 lié au moteur. L'arbre 2 tourne sur son axe (Oz), en étant soumis aux oscillations du moteur. Sur la figure 1, on a représenté les éléments principaux d'un premier mode de réalisation du dispositif 1, désassemblés, partiellement assemblés, et assemblés. Le dispositif 1 est composé essentiellement d'un arbre d'entrée 2 (lui-même solidaire de l'arbre à cames), d'un flasque d'entrée 3, d'un mécanisme de réduction 4, et d'un arbre de sortie 6 avec son flasque de sortie 7. L'arbre 6 entraîne par exemple une pompe à vide. Le flasque d'entrée 3 est fixe dans le référentiel du moteur. Il porte à sa circonférence une denture intérieure 3a, de diamètre primitif D A, avec un nombre de dents Z A. L'arbre 2 transmet son mouvement, avec l'information de phase du moteur, au satellite 8, par l'intermédiaire de la manivelle 9 qui supporte le satellite 8, monté sur la manivelle 9. Le satellite 8 porte une denture extérieure 8a. Il a un diamètre primitif D C et un nombre de dents Z C. Il est percé en son centre, pour laisser passer et tourner librement la manivelle 9, qui est solidaire de l'arbre d'entrée 2. Le satellite 8roule sur la denture interne 3a du flasque 3. Il porte un pion excentrique 11, coulissant dans une lumière allongée 7a du flasque de sortie 7. Le fonctionnement du dispositif est le suivant.

Lorsque l'arbre d'entrée 2 fait un tour complet, l'arbre de sortie 6 fait aussi un tour complet. Les vitesses moyennes des flasques d'entrée 3 et de sortie 7 sont donc identiques. Le satellite 8 est entrainé en rotation autour de l'axe Oz de l'arbre 2, et de l'axe Oz' de la manivelle 9. La vitesse de rotation du satellite 8 est supérieure à celle du flasque 3, avec un rapport de multiplication qui dépend de l'harmonique du moteur. Pour réduire l'acyclisme d'ordre deux, le satellite 8 doit faire deux tours lorsque l'arbre 2 en fait un. Pour cela, les nombres de dents doivent satisfaire à la relation Z A/Z C = 2. Pour réduire l'acyclisme d'ordre 1,5 (cas d'un moteur à trois 3cylindres), la relation devient Z A/Z C = 1.5, etc. L'excentrique 11 a une vitesse moyenne égale à celle de l'arbre 2. Mais il se déplace simultanément dans la lumière 7a, en oscillant autour de sa vitesse moyenne avec un acyclisme imposé par celle-ci. Si l'acyclisme imposé au satellite par la lumière est placé en opposition de phase avec celui de l'arbre à cames et de l'arbre 2, on parvient à limiter les efforts transmis à la pompe à vide. En résumé, le satellite 8 est entraîné par la manivelle 9 dans un double mouvement de rotation autour de l'axe (Oz) de l'arbre 2 et de rotation autour de son propre axe (Oz') en roulant sur la couronne dentée 3a du flasque d'entrée 3. Dans ce premier mode de réalisation, le flasque d'entrée 3 est fixe, et la couronne dentée du flasque d'entrée 3 est une couronne intérieure 3a. Le tableau ci-dessous, dont les résultats sont 5 illustrés par les courbes de la figure 2, montre l'efficacité du dispositif pour le traitement d'un acyclisme d'ordre deux. Diamètre couronne (3) 100 mm Diamètre satellite (8) 50 mm Rayon manivelle (9) 25 mm Excentrique du pion (11) 0,921 mm Régime moyen 800 tr/mn Ordre à traiter 2 Acyclisme arbre d'entrée 60 tr/mn Phase excentrique/ manivelle 180 . Acyclisme de sortie 6,5 tr/mn Efficacité en accélération 80 % 10 Sur la figure 2, on distingue les courbes de régime de la couronne d'entrée et de la couronne de sortie, autour de 800 tours / minute dans l'exemple choisi, soit approximativement une vitesse de ralenti. Autour du régime moyen de 800 tours / minute, la couronne d'entrée 3 oscille 15 avec une amplitude d'environ 60 tours, qui tombe à 6,5 pour la couronne de sortie 7. Comme on peut le constater, l'utilisation du dispositif d'entrainement proposé, permet de réduire significativement l'amplitude des vibrations entre l'entrée et la sortie. Les oscillations de sortie sont 20 deux fois plus rapides que celles d'entrée, mais l'accélération en sortie est plus faible que celle en entrée, avec une réduction d'accélération efficace, d'environ 80%. Sur la figure 3, on retrouve les mêmes éléments que 25 sur la figure 2, dans une configuration légèrement différente. Comme dans le premier mode décrit ci-dessus, le flasque d'entrée 3 entoure l'arbre d'entrée 2. Une manivelle d'entraînement 9 est fixée sur l'arbre d'entrée 2. La manivelle 9 supporte un satellite 8. Un flasque de sortie 7 est entraîné en rotation par le satellite 8. Le satellite 8 entraîne le flasque de sortie 7 par un pion excentrique 11, qui débat à l'intérieur d'une lumière allongée 6a de celui-ci, de manière à compenser, sur la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 7, les variations de vitesse de l'arbre d'entrée 2 liées aux oscillations du moteur. Toutefois, le flasque d'entrée 3 porte désormais une denture extérieure 3b, au lieu de la couronne intérieure 3a de la figure 1. Le satellite 8 est un pignon double, dont l'axe central 8b, engagé au travers de la manivelle 9 porte deux roues dentées 8c et 8d. La première roue 8c porte le pion excentrique 11, qui est engagé au travers de la lumière 6a du flasque de sortie 6, comme sur la figure 1. Dans ce deuxième mode de réalisation, le flasque d'entrée 3 tourne autour de l'arbre d'entrée, en étant entraîné par le satellite, et il porte une couronne extérieure 3b sur laquelle roule la deuxième roue 8d du satellite. Ce deuxième mode de réalisation permet de filtrer les acyclismes d'ordre un du moteur, ainsi que ses acyclismes d'ordre deux, qui passent sur l'arbre à cames tournant à la moitié de la vitesse du vilebrequin. La figure 4 met en évidence l'efficacité du dispositif, en décrivant dans un repère x, y, les trajectoires respectives de l'axe Oz' du satellite et de l'excentrique. On voit l'écart de ces trajectoires sur un cycle de rotation (la configuration correspond à celle du tableau ci-dessus. Pour plus de visibilité, l'excentricité a été multipliée par 5. Les vitesses angulaires et les positions, s'obtiennent de la façon suivante. La vitesse instantanée d'entrée «,(t) en rad/s est : ÔE(t)=Ô0+Ôn.cos(nd.t), avec 8, vitesse moyenne, n l'ordre à traiter, et t le temps, la position angulaire de la manivelle dans le repère lié à l'axe Oz est l'angle parcouru sur l'intervalle de temps : e, '', (t) = LeE(u).du La position angulaire de l'excentrique dans le repère lié à l'axe Oz' est : 8excentrique = excentrique I manivelle + 11-9 Manivelle(t) La position cartésienne de l'excentrique dans le repère lié à l'axe Oz est : e.sin(19 X excentrique0=1.sirOmanivelle0+ Manivelle 0+ ° excentrique(t 10z') excentrique0=1.cos(19m anivelle (t)) e. cos (6' manivelle(t) excentrique(1- loz)' avec 1 pour l'excentrique de la manivelle 9, et e pour 10 l'excentrique du pion 11. La position angulaire de l'excentrique dans le repère lié à l'axe Oz est alors : 9excentrique0 oz = arctan X excentrique(t)'\ souligner que l'intérêt En conclusion, de résorber les acyclismes premier du dispositif Yexc>em-ique0) il faut proposé est 15 du moteur, qui sont vus par la pompe à vide, de façon purement mécanique. Elle permet de réduire, de façon fiable et permanente, l'amplitude des vibrations sur un des ordres du moteur. Cette solution est transposable sur d'autres accessoires du moteur, tels que la pompe à huile, la pompe 20 d'injection de carburant, ou encore la boite de vitesse.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif d'entraînement d'un accessoire de moteur à combustion à partir d'un arbre d'entrée (2) lié au 5 moteur, qui tourne sur son axe (Oz) en étant soumis aux oscillations du moteur, caractérisé en ce que : - il comporte un flasque d'entrée (3) entourant l'arbre d'entrée (2), une manivelle d'entraînement (9) fixée sur l'arbre d'entrée (2), un satellite (8) supporté par la 10 manivelle (9) et un flasque de sortie (7) entraîné en rotation par le satellite (8) et fixé sur l'arbre de sortie (6) du dispositif, et - le satellite (8) entraîne le flasque de sortie (7) par un pion excentrique (11) qui débat à l'intérieur 15 d'une lumière allongée (6a) de celui-ci, de manière à compenser, sur la vitesse de rotation de l'arbre de sortie (7), les variations de vitesse de l'arbre d'entrée (2) liées aux oscillations du moteur.
2. Dispositif d'entraînement d'accessoire selon la 20 revendication 1, caractérisé en ce que le satellite (8) est entraîné par la manivelle (9) dans un double mouvement de rotation autour de l'axe (Oz) de l'arbre (2) et de rotation autour de son propre axe (Oz') en roulant sur une couronne dentée (3a, 3b) du flasque d'entrée (3). 25
3. Dispositif d'entraînement d'accessoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flasque d'entrée (3) est fixe.
4. Dispositif d'entraînement d'accessoire selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la couronne 30 dentée du flasque d'entrée (3) est une couronne intérieure (3a).
5. Dispositif d'entraînement d'accessoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flasque d'entrée (3) tourne autour de l'arbre d'entrée (2) en étant entraîné 35 par le satellite (11).
6. Dispositif d'entraînement d'accessoire selon la revendication 4, caractérisé en ce que flasque d'entrée (3) porte une couronne extérieure (3b) sur la quelle roule lesatellite (11).
7. Dispositif d'entraînement d'accessoire selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le satellite (8) est un pignon double, présentant un l'axe central (8b), qui est engagé au travers de la manivelle (9), et porte deux roues dentées (8c, 8d), dont la première (8c) porte le pion excentrique (11) et la deuxième (8d) roule sur la couronne extérieure (3b) du flasque d'entrée.