FR3010165A1 - Boite de vitesses a double embrayage pour un vehicule automobile - Google Patents

Boite de vitesses a double embrayage pour un vehicule automobile Download PDF

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Abstract

Dans cette boîte de vitesses comportant un premier arbre primaire (1) et un second arbre primaire (2), des pignons menants (10, 11, 20, 21), solidaires du premier ou du second arbres primaires (1, 2), engrènent directement avec un premier jeu de pignons récepteurs (30, 31, 32) monté fou autour d'un premier arbre secondaire (3) et avec un second jeu de pignons récepteurs (40, 41, 42) monté fou autour d'un second arbre secondaire (4). Un pignon (31) solidaire d'un arbre de transfert (5) monté fou autour du premier arbre secondaire (3) engrène avec un pignon menant (20) solidaire du second arbre primaire (2) et l'arbre de transfert (5) peut être lié à un autre pignon récepteur (30) du premier jeu, cet autre pignon récepteur (30) engrenant avec un pignon menant (10) solidaire du premier arbre primaire (1).

Description

BOITE DE VITESSES A DOUBLE EMBRAYAGE POUR UN VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention se rapporte à une boîte de vitesses à double embrayage pour un véhicule automobile. L'invention appartient au domaine des transmissions pour véhicules automobiles. Les boîtes de vitesses à double embrayage connues sont munies de deux arbres primaires coaxiaux, chacun de ces arbres primaires étant lié à un embrayage permettant de le relier au moteur du véhicule. Des pignons menants solidaires des arbres primaires d'une telle boîte de vitesses permettent d'entraîner des pignons récepteurs montés sur un ou plusieurs arbres secondaires. L'engrènement des pignons menants et des pignons récepteurs permet d'obtenir différents rapports de démultiplication, les arbres secondaires entraînant les roues motrices du véhicule par l'intermédiaire d'un différentiel. Les exigences croissantes d'agrément de conduite et d'économie d'énergie des véhicules entraînent un accroissement du nombre de rapports de démultiplication sur les boîtes de vitesses. L'augmentation du nombre de rapports de démultiplication conduit alors à des boîtes de vitesses de plus en plus complexes et lourdes. Pour réduire le nombre de pignons permettant de réaliser l'ensemble des rapports de démultiplication souhaités, le document WO 2011/148 065 Al décrit une boîte de vitesses à double embrayage comportant une liaison de transfert pouvant relier les deux arbres primaires entre eux pour réaliser un premier niveau de démultiplication. Ainsi, il est possible d'utiliser un même pignon monté sur un arbre secondaire pour obtenir au moins deux rapports de démultiplication différents. L'invention a pour but d'offrir un plus grand nombre de rapports de démultiplication avec une compacité réduite. Dans ce but, la présente invention propose une boîte de vitesses à double embrayage d'un véhicule automobile comportant : - un premier arbre primaire traversant un second arbre primaire ; - au moins deux pignons menants solidaires du premier arbre primaire ; - au moins deux pignons menants solidaires du second arbre primaire ; - les pignons menants engrenant directement avec un premier jeu de pignons récepteurs monté fou autour d'un premier arbre secondaire et avec un second jeu de pignons récepteurs monté fou autour d'un second arbre secondaire ; - au moins deux pignons récepteurs du premier jeu de pignons récepteurs pouvant être liés au premier arbre secondaire au moyen d'un premier manchon de synchronisation ; - les pignons récepteurs du second jeu de pignons récepteurs pouvant être liés au second arbre secondaire au moyen d'un deuxième et d'un troisième manchons de synchronisation ; et - un arbre de transfert creux étant solidaire d'un pignon du premier jeu de pignons récepteurs ; - cet arbre de transfert pouvant être lié au premier arbre secondaire au moyen du premier manchon de synchronisation ; - l'arbre de transfert étant monté fou autour du premier arbre secondaire ; et - un pignon de transfert engrenant directement avec un des pignons menants et pouvant être lié à l'arbre de transfert au moyen d'un quatrième manchon de synchronisation pour réaliser une liaison en rotation entre le premier arbre primaire et le second arbre primaire ; la boîte de vitesse étant remarquable en ce que : - le pignon solidaire de l'arbre de transfert engrène avec un pignon menant solidaire du second arbre primaire ; et - l'arbre de transfert peut être lié à un autre pignon récepteur du premier jeu de pignons récepteurs, cet autre pignon récepteur engrenant avec un pignon menant solidaire du premier arbre primaire. Ainsi, cette boîte de vitesses permet de réaliser un plus grand nombre de rapports de démultiplication dans un encombrement réduit. Selon une caractéristique particulière, le pignon de transfert est monté fou autour de l'arbre de transfert. Selon une caractéristique particulière, cette boîte de vitesses comporte en outre un pignon de marche arrière, ce pignon de marche arrière : - étant monté fou autour du second arbre secondaire ; - engrenant avec un pignon récepteur du premier jeu de pignons récepteurs ; et - pouvant être lié au second arbre secondaire au moyen du troisième manchon de synchronisation décrit précédemment. Selon une caractéristique particulière, le troisième manchon de synchronisation est positionné sous la denture du pignon de marche arrière.
Ainsi la longueur de la boîte de vitesses peut être réduite. Selon une caractéristique particulière, un premier rapport de marche arrière est obtenu en liant le pignon de transfert avec l'arbre de transfert et en liant le pignon de marche arrière avec le second arbre secondaire. Selon une caractéristique particulière, un second rapport de marche arrière est obtenu en liant le pignon de marche arrière avec le second arbre secondaire. Ainsi, ce second rapport de marche arrière permet d'atteindre une vitesse du véhicule en marche arrière plus élevée qu'avec le premier rapport de marche arrière pour un même régime du moteur.
Selon une caractéristique particulière, cette boîte de vitesses comporte en outre une roue de verrouillage, solidaire du second arbre secondaire, permettant de bloquer cet arbre en rotation. Ainsi, la boîte de vitesses permet de bloquer en rotation les roues motrices du véhicule.
Selon une caractéristique particulière, le premier manchon de synchronisation est positionné sous la denture d'un pignon récepteur du premier jeu de pignons récepteurs. Ainsi la longueur de la boîte de vitesses peut être réduite. L'invention a également pour objet un véhicule automobile comportant une telle une boîte de vitesses. L'invention sera mieux comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple nullement limitatif et en référence aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile suivant l'invention ; - la figure 2 représente une boîte de vitesses suivant l'invention dans un état MAV-1 pour réaliser un premier rapport de démultiplication de marche avant ; - la figure 3 représente une boîte de vitesses suivant l'invention dans un état MAV-2 pour réaliser un deuxième rapport de démultiplication de marche avant ; - la figure 4 représente une boîte de vitesses suivant l'invention dans un état MAV-3 pour réaliser un troisième rapport de démultiplication de marche avant ; - la figure 5 représente une boîte de vitesses suivant l'invention dans un état MAV-4 pour réaliser un quatrième rapport de démultiplication de marche avant ; - la figure 6 représente une boîte de vitesses suivant l'invention dans un état MAV-5 pour réaliser un cinquième rapport de démultiplication de marche avant ; - la figure 7 représente une boîte de vitesses suivant l'invention dans un état MAV-6 pour réaliser un sixième rapport de démultiplication de marche avant ; - la figure 8 représente une boîte de vitesses suivant l'invention dans un état MAV-7 pour réaliser un septième rapport de démultiplication de marche avant ; - la figure 9 représente une boîte de vitesses suivant l'invention dans un état MAR-1 pour réaliser un premier rapport de démultiplication de marche arrière ; - la figure 10 représente une boîte de vitesses suivant l'invention dans un état MAR-2 pour réaliser un second rapport de démultiplication de marche arrière ; - la figure 11 représente une boîte de vitesses suivant l'invention dans un état PARK pour bloquer des roues motrices du véhicule à l'arrêt.
Conformément à l'invention, la boîte de vitesses d'un véhicule automobile représentée sur la figure 1 comporte un premier arbre primaire 1 et un second arbre primaire 2. Le premier arbre primaire 1 peut être lié à un moteur par un embrayage C1. L'embrayage Cl est disposé à une extrémité du premier arbre primaire 1. Le second arbre primaire 2 peut être lié à un moteur par un embrayage C2. Ce second arbre primaire 2 est creux et est traversé par le premier arbre primaire 1. L'embrayage C2 est disposé à une extrémité du second arbre primaire 35 2, du même côté de la boîte de vitesses que l'embrayage C1. Les premier et second arbres primaires 1 et 2 sont coaxiaux.
Dans l'exemple de réalisation présenté sur la figure 1, deux pignons menants 10 et 11 sont solidaires du premier arbre primaire 1 et deux autres pignons menants 20 et 21 sont solidaires du second arbre primaire 2. On peut choisir de disposer un plus grand nombre de pignons menants sur les 5 arbres primaires pour obtenir un plus grand nombre de rapports de démultiplication. Les pignons menants sont disposés sur le premier et le second arbres primaires 1 et 2 dans l'ordre suivant en partant du côté opposé aux embrayages Cl et C2 : 10, 11, 20 et 21. 10 Cette boîte de vitesses comporte en outre un premier arbre secondaire 3 et un second arbre secondaire 4 qui sont tous deux parallèles aux premier et second arbres primaires 1 et 2. Un premier jeu de pignons récepteurs est monté fou autour du premier arbre secondaire 3 : 15 - un pignon récepteur de septième 30 engrène directement avec le pignon menant 10 ; - un pignon récepteur de sixième 31 engrène directement avec le pignon menant 20 ; et - un pignon récepteur de deuxième 32 engrène directement avec le 20 pignon menant 21. Un arbre de transfert 5 creux, solidaire du pignon récepteur de sixième 31, est monté fou autour du premier arbre secondaire 3. Un pignon de transfert 51 est monté fou autour de l'arbre transfert 5 et ce pignon engrène directement avec le pignon menant 11. 25 Sur le premier arbre secondaire 3, on trouve successivement en partant du côté opposé aux embrayages Cl et C2 : - le pignon récepteur de septième 30 ; - un manchon de synchronisation 500, dit quatrième manchon de synchronisation, permettant de lier au pignon récepteur de sixième 31 30 via l'arbre de transfert 5, soit le pignon récepteur de septième 30, soit le pignon de transfert 51 ; ce manchon de synchronisation 500 peut également être dans une position libre dans laquelle aucun de ces deux pignons n'est lié à l'arbre de transfert 5 ; - le pignon de transfert 51 ; 35 - le pignon récepteur de sixième 31, solidaire de l'arbre de transfert 5; - un manchon de synchronisation 300, dit premier manchon de synchronisation, permettant de lier au premier arbre secondaire 3, soit le pignon récepteur de sixième 31 via l'arbre de transfert 5, soit le pignon récepteur de deuxième 32 ; ce manchon de synchronisation 300 peut également être dans une position libre dans laquelle aucun de ces deux pignons n'est lié au premier arbre secondaire 3 ; - le pignon récepteur de deuxième 32 ; et - un premier pignon de sortie 34, solidaire du premier arbre secondaire 3 et qui engrène avec un différentiel pour entraîner les roues motrices du véhicule. Le pignon récepteur de septième 30 est le pignon ayant le plus faible diamètre parmi les pignons récepteurs du premier jeu de pignons récepteurs, ce qui permet de réduire l'encombrement de la boîte de vitesse à son extrémité opposée aux embrayages Cl et C2 et donc au moteur.
Pour gagner en compacité, il est possible de positionner le premier manchon de synchronisation 300 sous la denture de pignon récepteur de deuxième 32. Un second jeu de pignons récepteurs est monté fou autour du second arbre secondaire 4 : - un pignon récepteur de cinquième 40 engrène directement avec le pignon menant 10 ; - un pignon récepteur de troisième 41 engrène directement avec le pignon menant 11 ; et - un pignon récepteur de quatrième 42 engrène directement avec le pignon menant 20. Un pignon de marche arrière 43 est également monté fou autour du second l'arbre secondaire 4. Ce pignon de marche arrière 43 engrène directement avec le pignon récepteur de deuxième 32, ainsi qu'illustré par une flèche en pointillés.
Une roue de verrouillage 410 est solidaire du second arbre secondaire 4 et permet de bloquer cet arbre en rotation. Sur le second arbre secondaire 4, on trouve successivement en partant du côté opposé aux embrayages Cl et C2 : - le pignon récepteur de cinquième 40 ; - un manchon de synchronisation 400, dit deuxième manchon de synchronisation, permettant de lier au second arbre secondaire 4, soit le pignon récepteur de cinquième 40, soit le pignon récepteur de troisième 41 ; ce manchon de synchronisation 400 peut également être dans une position libre dans laquelle aucun de ces deux pignons n'est lié au second arbre secondaire 4 ; - le pignon récepteur de troisième 41 ; - un manchon de synchronisation 401, dit troisième manchon de synchronisation, permettant de lier au second arbre secondaire 4, soit le pignon récepteur de quatrième 42, soit le pignon de marche arrière 43 ; ce manchon de synchronisation 401 peut également être dans une position libre dans laquelle aucun de ces deux pignons n'est lié au second arbre secondaire 4 ; - le pignon de marche arrière 43 ; - la roue de verrouillage 410 ; et - un second pignon de sortie 44, solidaire du second arbre secondaire 4 et qui engrène avec un différentiel pour entraîner les roues motrices du véhicule, ainsi qu'illustré par une flèche en pointillés. Le pignon récepteur de cinquième 40 est le pignon ayant le plus faible diamètre parmi les pignons récepteurs du second jeu de pignons récepteurs, ce qui permet de réduire l'encombrement de la boîte de vitesse à son 20 extrémité opposée aux embrayages Cl et C2 et donc au moteur. Pour gagner en compacité, il est possible de positionner le troisième manchon de synchronisation 401 sous la denture de pignon de marche arrière 43. La boîte de vitesses suivant l'invention permet de réaliser un premier 25 rapport de démultiplication de marche avant MAV-1, conformément à la figure 2 en : - fermant l'embrayage Cl du premier arbre primaire 1 ; - liant le pignon de transfert 51 avec le pignon récepteur de sixième 31 via l'arbre de transfert 5 au moyen du quatrième manchon de 30 synchronisation 500 ; - liant le pignon de transfert de deuxième 32 au premier arbre secondaire 3 au moyen du premier manchon de synchronisation 300 ; - les autres manchons de synchronisation étant dans une position libre ; et 35 - l'embrayage C2 du second arbre primaire 2 étant ouvert. Ainsi, un premier niveau de démultiplication est obtenu en liant en rotation les deux arbres primaires 1 et 2, ce qui permet de réaliser le premier rapport de démultiplication de marche avant MAV-1 en utilisant le même pignon de transfert que pour le deuxième rapport de démultiplication de marche avant MAV-2 décrit par la suite. La boîte de vitesses suivant l'invention permet de réaliser un 5 deuxième rapport de démultiplication de marche avant MAV-2, conformément à la figure 3 en : - fermant l'embrayage C2 du second arbre primaire 2 ; - liant le pignon de transfert de deuxième 32 au premier arbre secondaire 3 au moyen du premier manchon de synchronisation 300 ; 10 - les autres manchons de synchronisation étant dans une position libre ; et - l'embrayage Cl du premier arbre primaire 1 pouvant être ouvert ou fermé. La boîte de vitesses suivant l'invention permet de réaliser un troisième 15 rapport de démultiplication de marche avant MAV-3, conformément à la figure 4 en : - fermant l'embrayage Cl du premier arbre primaire 1 ; - liant le pignon de transfert de troisième 41 au second arbre secondaire 4 au moyen du deuxième manchon de synchronisation 20 400 , - les autres manchons de synchronisation étant dans une position libre , et - l'embrayage C2 du second arbre primaire 2 pouvant être ouvert ou fermé. 25 La boîte de vitesses suivant l'invention permet de réaliser un quatrième rapport de démultiplication de marche avant MAV-4, conformément à la figure 5 en : - fermant l'embrayage C2 du second arbre primaire 2 ; - liant le pignon de transfert de quatrième 42 au second arbre 30 secondaire 3 au moyen du troisième manchon de synchronisation 401 - les autres manchons de synchronisation étant dans une position libre , et - l'embrayage Cl du premier arbre primaire 1 pouvant être ouvert 35 ou fermé.
La boîte de vitesses suivant l'invention permet de réaliser un cinquième rapport de démultiplication de marche avant MAV-5, conformément à la figure 6 en : - fermant l'embrayage Cl du premier arbre primaire 1 ; - liant le pignon de transfert de cinquième 40 au second arbre secondaire 4 au moyen du deuxième manchon de synchronisation 400 - les autres manchons de synchronisation étant dans une position libre , et - l'embrayage C2 du second arbre primaire 2 pouvant être ouvert ou fermé. La boîte de vitesses suivant l'invention permet de réaliser un sixième rapport de démultiplication de marche avant MAV-6, conformément à la figure 7 en : - fermant l'embrayage C2 du second arbre primaire 2 ; - liant le pignon de transfert de sixième 31 au premier arbre secondaire 3 au moyen du premier manchon de synchronisation 300 ; - les autres manchons de synchronisation étant dans une position libre ; et - l'embrayage Cl du premier arbre primaire 1 pouvant être ouvert ou fermé. La boîte de vitesses suivant l'invention permet de réaliser un septième rapport de démultiplication de marche avant MAV-7, conformément à la figure 8 en : - fermant l'embrayage Cl du premier arbre primaire 1 ; - liant le pignon de transfert de septième 30 à l'arbre de transfert 5 au moyen du quatrième manchon de synchronisation 500 ; - liant l'arbre de transfert 5 au premier arbre secondaire 3 au moyen du premier manchon de synchronisation 300 ; - les autres manchons de synchronisation étant dans une position libre ; et - l'embrayage C2 du second arbre primaire 2 étant ouvert. La boîte de vitesses suivant l'invention permet de réaliser un premier rapport de démultiplication de marche arrière MAR-1, conformément à la figure 9 en : - fermant l'embrayage Cl du premier arbre primaire 1 ; - liant le pignon de transfert 51 avec le pignon récepteur de sixième 31 via l'arbre de transfert 5 au moyen du quatrième manchon de synchronisation 500 ; - liant le pignon de transfert de marche arrière 43 au second arbre secondaire 4 au moyen du troisième manchon de synchronisation 401 - les autres manchons de synchronisation étant dans une position libre , et - l'embrayage C2 du second arbre primaire 2 étant ouvert.
Ainsi, un premier niveau de démultiplication est obtenu en liant en rotation les deux arbres primaires 1 et 2, ce qui permet de réaliser le premier rapport de démultiplication de marche arrière MAR-1 en utilisant le même pignon de transfert que pour le deuxième rapport de démultiplication de marche arrière MAR-2 décrit par la suite.
La boîte de vitesses suivant l'invention permet de réaliser un deuxième rapport de démultiplication de marche arrière MAR-2, conformément à la figure 10 en : - fermant l'embrayage C2 du second arbre primaire 2 ; - liant le pignon de transfert de marche arrière 43 au second arbre secondaire 4 au moyen du troisième manchon de synchronisation 401 ; - les autres manchons de synchronisation étant dans une position libre ; et - l'embrayage Cl du premier arbre primaire 1 pouvant être ouvert ou fermé. La boîte de vitesses suivant l'invention permet de réaliser un état PARK pour bloquer les roues du véhicule à l'arrêt, conformément à la figure 11 en verrouillant la roue de verrouillage 410 pour bloquer en rotation le second arbre secondaire 4. Le second arbre secondaire 4 étant lié en rotation aux roues motrices du véhicule via le second pignon de sortie 44 et le différentiel, l'état PARK permet donc de bloquer les roues motrices du véhicule. Ainsi, la boîte de vitesses à double embrayage suivant l'invention réaliser un plus grand nombre de démultiplication dans un encombrement réduit, ce qui permet de faciliter l'implantation de cette boîte de vitesses dans un véhicule automobile.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS1. Boîte de vitesses à double embrayage d'un véhicule automobile comportant : - un premier arbre primaire (1) traversant un second arbre primaire (2) , - au moins deux pignons menants (10, 11) solidaires dudit premier arbre primaire (1) ; - au moins deux pignons menants (20, 21) solidaires dudit second arbre primaire (2) ; - lesdits pignons menants (10, 11, 20, 21) engrenant directement avec un premier jeu de pignons récepteurs (30, 31, 32) monté fou autour d'un premier arbre secondaire (3) et avec un second jeu de pignons récepteurs (40, 41, 42) monté fou autour d'un second arbre secondaire (4) ; - au moins deux pignons récepteurs (31, 32) dudit premier jeu pouvant être liés audit premier arbre secondaire (3) au moyen d'un premier manchon de synchronisation (300) ; - les pignons récepteurs (40, 41, 42) dudit second jeu pouvant être liés audit second arbre secondaire (4) au moyen d'un deuxième et d'un troisième manchons de synchronisation (400, 401) ; et - un arbre de transfert (5) creux étant solidaire d'un pignon (31) dudit premier jeu ; - ledit arbre de transfert (5) pouvant être lié audit premier arbre secondaire (3) au moyen dudit premier manchon de synchronisation (300) ; - ledit arbre de transfert (5) étant monté fou autour dudit premier arbre secondaire (3) ; et - un pignon de transfert (51) engrenant directement avec un desdits pignons menants (11) et pouvant être lié audit arbre de transfert (5) au moyen d'un quatrième manchon de synchronisation (500) pour réaliser une liaison en rotation entre ledit premier arbre primaire (1) et ledit second arbre primaire (2) ; ladite boîte de vitesse étant caractérisée en ce que : - le pignon (31) solidaire dudit arbre de transfert (5) engrène avec un pignon menant (20) solidaire dudit second arbre primaire (2) ; et- ledit arbre de transfert (5) peut être lié à un autre pignon récepteur (30) dudit premier jeu, cet autre pignon récepteur (30) engrenant avec un pignon menant (10) solidaire dudit premier arbre primaire (1).
  2. 2. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit pignon de transfert (51) est monté fou autour dudit arbre de transfert (5).
  3. 3. Boîte de vitesses selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un pignon de marche arrière (43), ledit pignon de marche arrière (43) : étant monté fou autour dudit second arbre secondaire (4) ; engrenant avec un pignon récepteur (32) dudit premier jeu ; et pouvant être lié audit second arbre secondaire (4) au moyen dudit troisième manchon de synchronisation (401).
  4. 4. Boîte de vitesses selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit troisième manchon de synchronisation (401) est positionné sous la denture dudit pignon de marche arrière (43).
  5. 5. Boîte de vitesses selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce qu'un premier rapport de marche arrière est obtenu en liant ledit pignon de transfert (51) avec ledit arbre de transfert (5) et en liant ledit pignon de marche arrière (43) avec ledit second arbre secondaire (4).
  6. 6. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce qu'un second rapport de marche arrière est obtenu en liant ledit pignon de marche arrière (43) avec ledit second arbre secondaire (4).
  7. 7. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une roue de verrouillage (410), solidaire dudit second arbre secondaire (4), permettant de bloquer cet arbre en rotation.
  8. 8. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit premier manchon de synchronisation (300) est positionné sous la denture d'un pignon récepteur (32) dudit premier jeu.
  9. 9. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte une boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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US20110154945A1 (en) * 2008-03-31 2011-06-30 Gm Global Technology Operations, Inc. Double-clutch transmission for vehicles
WO2011148065A1 (fr) * 2010-05-26 2011-12-01 Pascal Thery Boite de vitesses a double embrayage comportant une liaison de transfert et un rapport de marche arriere
FR2971572A1 (fr) * 2011-02-10 2012-08-17 Pascal Thery Boite de vitesses a double embrayage comportant une liaison de transfert

Patent Citations (3)

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