FR3043156A1

FR3043156A1 - Absorbeur de vibration

Info

Publication number: FR3043156A1
Application number: FR1560424A
Authority: FR
Inventors: Benoit Fleche; Jerome Boulet
Original assignee: Valeo Embrayages SAS
Current assignee: Valeo Embrayages SAS
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2017-05-05
Anticipated expiration: 2035-10-30
Also published as: WO2017072338A1; FR3043156B1

Abstract

Un absorbeur de vibration (30), comporte deux organes tournants (26, 32) guidés en rotation autour d'un axe de révolution (100), et un ou plusieurs modules de liaison (34) entre les deux organes tournants (26, 32), permettant un débattement angulaire relatif 0 entre les deux organes tournants (26, 32) autour de l'axe de révolution (100) de part et d'autre d'une position angulaire relative de référence. Chaque module de liaison (34) comporte un premier élément de liaison associé à un premier (26) des deux organes tournants et un deuxième élément de liaison associé à un deuxième (32) des deux organes tournants. L'un des éléments de liaison est une lame élastique (52) sur laquelle est formé un chemin de came (58), l'autre des éléments de liaison est un galet (50) apte à rouler sur le chemin de came (58).

Description

ABSORBEUR DE VIBRATION DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION

[0001] L’invention se rapporte à la filtration des acyclismes d’un moteur à combustion interne, notamment pour une application à un véhicule automobile, et notamment à un absorbeur de vibration plus particulièrement destiné à s'interposer entre un moteur à combustion interne et une boîte de transmission, et pouvant par exemple être intégré à un convertisseur de couple ou à un mécanisme d'embrayage sec ou à friction. Elle a également trait à un ensemble de propulsion incorporant un tel absorbeur de vibration.

[0002] Dans le cadre de la présente demande, on désigne par absorbeur de vibration de type batteur un mécanisme de filtration agencé pour être raccordé à une chaîne de transmission uniquement par l'intermédiaire de l'organe à amortir ou entraîné en rotation uniquement par l'intermédiaire de l'organe à amortir. En pratique, un tel amortisseur peut comporter une ou plusieurs masses oscillantes "folles" reliées à un organe à amortir par un ou plusieurs éléments élastiques de raideur constante ou variable, la ou les masses oscillantes n'ayant pas vocation à être reliées à d'autres éléments que l'organe à amortir.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE

[0003] Afin d’atténuer les irrégularités de rotation d’un vilebrequin de moteur à combustion interne, principalement à des vitesses entre la vitesse de ralenti et une vitesse de régime intermédiaire, par exemple environ 2500 tours/min, il a été proposé dans le document FR2857073 d’accoupler directement au vilebrequin d’un moteur à combustion interne un volant d’inertie atténuateur de vibrations de torsion ou de fluctuations de vitesse de révolution, constitué d'une première masse d’inertie solidaire en rotation du vilebrequin et comportant une couronne de démarreur et un plateau de réaction d’un embrayage à friction, et d'une deuxième masse d'inertie mobile en rotation par rapport à la première, grâce à quatre modules de liaison articulés comportant chacun au moins un bras oscillant pivotant par rapport à la première masse d’inertie autour d’un axe parallèle à l’axe de révolution, une masse oscillante positionnée à une extrémité libre du bras oscillant de manière à être mobile dans une direction essentiellement radiale, et une bielle reliant un point intermédiaire du bras oscillant à la deuxième masse d’inertie. Par effet centrifuge, les modules articulés s’opposent à la rotation relative des masses d’inertie en exerçant un couple de rappel sensiblement proportionnel à la rotation relative des deux masses d’inertie et au carré de la vitesse de révolution de la masse d’inertie liée au vilebrequin.

[0004] La loi de comportement de ce volant d'inertie permet d'obtenir un filtrage particulièrement optimisé pour un régime de vitesse de révolution, et dont l'effet reste bénéfique bien que non optimal sur une plage de valeurs de vitesse de révolution autour du régime optimisé. Mais la structure du mécanisme est complexe, avec plusieurs modules nécessitant chacun trois pivots soumis aux forces centrifuges et plusieurs pièces mobiles. Il est nécessaire de prévoir un blocage des modules de liaison lorsque la vitesse de révolution dépasse la vitesse de régime intermédiaire, pour éviter que les pivots soient sollicités au-delà de leurs limites de résistance mécanique. Ce blocage est obtenu par des blocs de matériau élastomère, interposés entre les masses oscillantes et la deuxième masse d'inertie, et venant en contact avec la deuxième masse d'inertie lorsque la vitesse de révolution dépasse la vitesse de régime intermédiaire. Ces blocs d'élastomère renchérissent le mécanisme et peuvent vieillir prématurément. Par ailleurs, le mécanisme est bruyant dans les phases transitoires de ralentissement, lorsque la vitesse de révolution n'est plus suffisante.

EXPOSE DE L’INVENTION

[0005] L’invention vise à remédier aux inconvénients de l’état de la technique et à proposer une simplification des moyens pour filtrer les acyclismes d’un moteur à combustion interne sur une plage de valeurs de vitesse de révolution autour du régime optimisé.

[0006] Pour ce faire est proposé, selon un premier aspect de l'invention, unAbsorbeur de vibration, comportant deux organes tournants guidés en rotation autour d'un axe de révolution, et un ou plusieurs modules de liaison entre les deux organes tournants, permettant un débattement angulaire relatif Θ entre les deux organes tournants autour de l'axe de révolution de part et d'autre d'une position angulaire relative de référence, chaque module de liaison comportant un premier élément de liaison associé à un premier des deux organes tournants et un deuxième élément de liaison associé à un deuxième des deux organes tournants, l'un des premier et deuxièmes éléments de liaison étant une came sur laquelle est formé un chemin de came, l'autre des premier et deuxième éléments de liaison étant un galet apte à rouler sur le chemin de came lorsque les deux organes tournants tournent l'un par rapport à l'autre de part et d'autre de la position de référence, caractérisé en ce que chaque module de liaison comporte des moyens de liaison élastique entre le deuxième élément de liaison et le deuxième organe tournant, permettant un déplacement radial du deuxième élément de liaison par rapport au deuxième organe tournant, et maintenant le deuxième élément de liaison en appui contre le premier élément de liaison, le deuxième élément de liaison ayant un centre de masse situé à distance de l'axe de révolution, de sorte que lorsque le deuxième élément de liaison tourne à une vitesse de révolution ω, le ou les module de liaison génèrent ensemble entre les deux organes tournants un couple résultant Tr de rappel vers la position de référence, fonction du débattement angulaire Θ entre les deux organes tournants et de la vitesse de révolution ω, et tel que:

où C est une constante positive donnée, lorsque la vitesse de révolution ω varie dans une plage de vitesses entre une valeur minimale ü)mm prédéterminée inférieure à 1000 tr/min et une valeur maximale prédéterminée (Umax supérieure à 1500 tr/min.

[0007] En combinant ainsi un effet de rappel élastique et un effet de rappel par inertie, dans des proportions judicieusement choisies, on obtient un couple de rappel sensiblement proportionnel au carré de la vitesse de révolution et au débattement angulaire entre les deux organes tournants, ce qui revient à dire que le ou les modules de liaison génèrent entre les deux organes tournants une raideur apparente sensiblement proportionnelle au carré de la vitesse de révolution. On peut en effet définir une raideur apparente K de l'absorbeur de vibration, égale au quotient du couple résultant Tr par le débattement angulaire Θ correspondant, cette raideur K étant telle que:

[0008] Le choix d'une liaison par roulement entre galet et un chemin de came permet par ailleurs de minimiser les frottements. Par construction, les moyens de liaison élastique maintiennent un contact entre le galet et le chemin de came dans tous les régimes de fonctionnement, donc également à l'arrêt, ce qui élimine les bruits subits avec les mécanismes de l'état de la technique antérieur.

[0009] On peut envisager que le deuxième élément de liaison comporte le galet. Alternativement, et de manière préférentielle car en pratique plus simple de mise en œuvre, le deuxième élément de liaison est la came.

[0010] On peut envisager que les moyens de liaison élastiques soient constitués par une ou plusieurs pièces distinctes de celles du deuxième élément de liaison, par exemples par un ou plusieurs ressorts sollicitant le deuxième élément de liaison. Alternativement, et de manière préférentielle et particulièrement avantageuse, l'absorbeur de vibration comporte une lame élastique fixée au deuxième organe tournant, et comportant la came et les moyens élastiques. On obtient ainsi l'effet recherché avec un nombre de pièces très réduit, et notamment un nombre de pièces mobiles particulièrement faible. De préférence, la lame élastique comporte une portion de fixation fixée au deuxième organe tournant, et une portion flexible, la portion flexible comprenant une portion de guidage comportant la came et sur laquelle est formé le chemin de came et une portion intermédiaire de déformation, reliant la portion de fixation à la portion de guidage et constituant les moyens de liaison élastique. La portion intermédiaire de déformation concentre les contraintes. Suivant un mode de réalisation la portion intermédiaire de déformation est conformée en U. Cette configuration permet de tirer partie du volume disponible autour de l'axe de révolution, de manière à maximiser l'amplitude du déplacement radial de l'élément de liaison suspendu.

[0011] De préférence, le premier élément de liaison est disposé radialement à l'extérieur du deuxième élément de liaison. Ainsi, le premier élément de liaison maintient radialement le deuxième élément de liaison lorsque celui-ci est soumis à la

force centrifuge. Suivant un mode de réalisation préféré, le galet est un galet pivotant autour d'un axe de rotation fixe par rapport à l'organe tournant associé au galet.

[0012] On peut prévoir qu'une butée limite le débattement angulaire entre les deux organes tournants.

[0013] De préférence, le ou les modules de liaison comportent au moins deux modules de liaison, de préférence identiques, et de préférence disposés de façon symétrique par rapport à l'axe de révolution. La symétrie permet un équilibrage des masses tournantes. On peut prévoir un nombre de modules de liaison supérieur à deux, par exemple trois modules de liaison disposés à 120° ou quatre modules de liaison disposés à 90°.

[0014] De préférence, la position relative de référence, le galet est en appui contre une zone du chemin de came orthoradiale par rapport à l'axe de référence. Dans la position de référence, le couple de rappel est donc nul, car les efforts transmis entre le chemin de came et le galet sont purement radiaux. La position de référence est une position d'équilibre stable du mécanisme, et ceci pour toutes les vitesses de rotation.

[0015] L' un des organes tournants est de préférence agencé pour être entraîné par un couple moteur et pour transmettre un couple moteur d’un organe menant à un organe mené. L’autre des organes tournants est agencé pour être en dérivation par rapport au chemin emprunté par le couple moteur.

[0016] En pratique, l'un des deux organes tournants est un volant d'inertie oscillant ayant un moment d'inertie / par rapport à l'axe de révolution et l'autre des deux organes tournants est un organe à amortir, l'organe à amortir étant pourvu de moyens liaison mécanique à un organe menant et à un organe mené, le volant d'inertie oscillant étant dépourvu de moyens de liaison mécanique à un organe menant ou à un organe mené. La liaison mécanique peut être constituée par des moyens de fixation en rotation et en translation [par exemple des trous de passage de tiges de fixation] ou en rotation uniquement [par exemple une cavité cannelée] et/ou par des moyens élastiques, notamment par des ressorts reliant l'organe à amortir à l'organe menant et/ou à l'organe mené.

[0017] De préférence, l'absorbeur de vibration est dépourvu de moyens d'amortissement par friction dissipant de l'énergie lorsque les deux organes tournants tournent l'un par rapport à l'autre de part et d'autre de la position de référence. En effet, le mécanisme a vocation à fonctionner comme un pendule, et non comme un amortisseur dissipant de l'énergie.

[0018] On sait que l'harmonique principale d'acyclisme d'un moteur dépend du type de moteur et notamment du nombre de cylindres. Ainsi, pour un moteur à quatre temps, donc à une combustion par cylindre tous les deux tours de vilebrequin, la fréquence principale d'acyclisme Fm correspond généralement à la fréquence de combustion des cylindres soit, pour un moteur à N cylindres et pour une vitesse de révolution ω du vilebrequin donnée :

[0019] En accordant la fréquence de résonance d'oscillation de l'absorbeur de vibration sur la fréquence principale d'acyclisme Fm(u)] du moteur, pour une plage de vitesses de révolution, on permet à l'absorbeur de vibration de battre en opposition de phase par rapport aux acyclismes, d'où une atténuation importante du niveau vibratoire. L'organe tournant relié au vilebrequin est ainsi sollicité par des couples antagonistes en opposition de phase qui se compensent au moins partiellement, à savoir d’une part un couple acyclique d’entrée, en provenance du vilebrequin, et d’autre part un couple oscillant transmis par les modules de liaison.

[0020] Pour obtenir l'accord souhaité entre la fréquence de résonance d'oscillation de l'absorbeur de vibration et la fréquence principale d'acyclisme, on met à profit la possibilité qu'offre le module de liaison à roulement selon l'invention de faire varier, avec le profil des chemins de roulement, la loi reliant le débattement angulaire entre les deux organes tournants au couple transmis.

[0021] Ainsi, suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux, le ou les modules de liaison sont conformés de manière à ce que le couple résultant Tr de rappel vers la position de référence, soit tel que, pour au moins une vitesse de

révolution prédéterminée ω0 inférieure à 1000 tr/min et au moins un nombre entier N égal à 1, 2, 3, 4, 5, 6,7 ou 8, notamment 3, 4 ou 6, on observe:

[0022] De préférence:

[0023] Le mécanisme ainsi défini est donc particulièrement adapté à la filtration de la fréquence ω0/2Ν, qui correspond typiquement à la fréquence d'acyclisme d'un moteur à quatre temps N cylindres tournant à la vitesse ωο.

[0024] Suivant un autre aspect de l'invention, celle-ci a trait à un absorbeur de vibration, comportant deux organes tournants guidés en rotation autour d'un axe de révolution et un ou plusieurs modules de liaison en rotation entre les deux organes tournants, permettant un débattement angulaire relatif Θ entre les deux organes tournants de part et d'autre d'une position angulaire relative de référence, chaque module de liaison comportant deux éléments de liaison, chacun des deux éléments de liaison étant associé à l'un des deux organes tournants, l'un des deux éléments de liaison étant un chemin de came formé sur une lame élastique, l'autre des deux éléments de liaison comportant un galet apte à rouler sur le chemin de came en déplaçant radialement le chemin de came par rapport à l'organe tournant associé en déformant élastiquement la lame élastique lorsque les deux organes tournants tournent l'un par rapport à l'autre de part et d'autre de la position de référence, la lame élastique ayant un centre de gravité situé à distance de l'axe de révolution, de sorte que lorsque la lame élastique tourne à une vitesse de révolution ω, le ou les module de liaison génèrent ensemble entre les deux organes tournants un couple résultant Tr de rappel vers la position de référence, fonction du débattement angulaire Θ entre les deux organes tournants et de la vitesse de révolution ω, et tel que :

où C est une constante positive donnée, lorsque la vitesse de révolution ω varie dans une plage de vitesses entre une valeur minimale œmm prédéterminée inférieure à 1000 tr/min et une valeur maximale prédéterminée ü)max supérieure à 1500 tr/min.

[0025] Suivant un autre aspect de l'invention, celle-ci a trait à un ensemble de propulsion comportant un moteur à combustion interne à quatre temps et à N cylindres comportant un vilebrequin tournant autour d'un axe de révolution, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un absorbeur de vibration tel que décrit précédemment, l'un des deux organes tournants de l'absorbeur de vibration étant un volant d'inertie oscillant ayant un moment d'inertie I par rapport à l'axe de révolution et l'autre des deux organes tournants de l'absorbeur de vibration étant un organe à amortir entraîné par le vilebrequin, le ou les modules de liaison étant conformés de manière à générer ensemble entre les deux organes tournants un couple résultant Tr de rappel vers la position de référence, fonction du débattement angulaire Θ entre les deux organes tournants et de la vitesse de révolution ω, et tel que, pour au moins une vitesse de révolution prédéterminée ω0 inférieure à 1000 tr/min et au moins un nombre entier N égal à 1, 2, 3,4, 5, 6, 7 ou 8, notamment 3, 4 ou 6, on observe:

[0026] De préférence:

[0027] De préférence, l'ensemble de propulsion comporte en outre une boîte de transmission, et l'organe à amortir est disposé en série entre le vilebrequin et la boîte de transmission, le volant d'inertie oscillant n'étant lié cinématiquement qu'à l'organe à amortir.

[0028] Suivant un mode de réalisation l'organe à amortir est un volant secondaire d'un double volant amortisseur ou d'un amortisseur à longue course, ou une rondelle de phasage d'un amortisseur à longue course.

[0029] En pratique, le volant d'inertie oscillant est disposé en dérivation par rapport à la chaîne de transmission reliant le vilebrequin et la boîte de transmission. En d'autre termes, l'organe tournant constituant l'organe à amortir est agencé pour être entraîné par un couple moteur et pour pour transmettre un couple moteur d’un organe menant à un organe mené. L’autre des organes tournants, qui constitue le volant d'inertie oscillant, est agencé en dérivation par rapport au chemin emprunté par le couple moteur.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

[0030] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : la figure 1, une vue schématique d'un ensemble de propulsion selon un mode de réalisation de l'invention, comportant un double volant d'inertie intégrant un absorbeur de vibration; la figure 2, une vue en perspective d'une partie du double volant d'inertie de l'ensemble de propulsion de la figure 1; la figure 3, une vue en coupe du double volant d'inertie de la figure 2; la figure 4, une vue de face d'une partie du double volant d'inertie de la figure 2; la figure 5, une vue schématique d'un ensemble de propulsion selon un autre mode de réalisation de l'invention; la figure 6, une vue schématique d'un ensemble de propulsion selon un autre mode de réalisation de l'invention; la figure 7, une vue schématique d'un ensemble de propulsion selon un autre mode de réalisation de l'invention; - la figure 8, une vue en perspective d'un absorbeur de vibration selon un autre mode de réalisation de l'invention; la figure 9, une vue en perspective d'une partie intérieure de l'absorbeur de vibration de la figure 8; - la figure 10 une vue en coupe de l'absorbeur de vibration de la figure 8.

[0031] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE REALISATION

[0032] Sur la figure 1 est illustré un ensemble de propulsion 10 de véhicule automobile comportant un moteur à combustion interne 12 dont le vilebrequin 14 entraîne une chaîne cinématique de transmission 16 comportant un embrayage sec 18 situé en amont d'un arbre d'entrée 20 de boîte de transmission. Cinématiquement entre le vilebrequin 14 et l'embrayage 18 à friction dans la chaîne cinématique de transmission 16 est disposé un mécanisme d'amortissement 22 constituant un double volant amortisseur 22 et comportant un organe d'entrée constitué par un volant primaire 24 solidaire du vilebrequin 14 et un organe de sortie constitué par un volant secondaire 26 solidaire d'un plateau de réaction de l'embrayage 18 ou ne faisant qu'une pièce avec celui-ci. Des organes élastiques 28 sont interposés entre l'organe d'entrée et l'organe de sortie de manière à travailler lors de fluctuations de positionnement angulaire entre volant primaire 24 et volant secondaire 26. Un absorbeur de vibration 30 selon l'invention, comportant un volant d'inertie oscillant 32 disposé en dérivation par rapport à la chaîne cinématique reliant le vilebrequin 14 à la boîte de vitesse, et des modules de liaison 34 reliant le volant d'inertie oscillant 32 au volant secondaire 26, permet une atténuation des vibrations à bas régime du volant secondaire 26. Le vilebrequin 14, le mécanisme d'amortissement 22, l'embrayage 18 et l'arbre d'entrée 20 de la boîte de transmission tournent autour d'un même axe de révolution 100.

[0033] La structure du double volant amortisseur 22 et de l'absorbeur de vibration 30 est illustrée en détail sur les figures 2 à 4. Le volant primaire 24 est composé d'un plateau 36 et d'un couvercle 38 fixés l'un à l'autre, entre lesquels sont disposés des ressorts à boudin constituant les organes élastiques 28 et un voile 40 du volant secondaire 26. Le volant secondaire 26 comporte en outre un plateau massif 42 fixé au voile 40 par des rivets 44, qui forme également le plateau de réaction de l'embrayage 18 à friction. Un palier à roulement 46 assure le guidage en rotation du volant secondaire 26 par rapport au volant primaire 24.

[0034] Entre le couvercle 38 et le plateau 42 est disposé le volant d'inertie oscillant 32, guidé en rotation par rapport au volant secondaire 26 par un palier lisse 48.

[0035] Le volant d’inertie secondaire 26 comporte un moyeu à l'intérieur duquel est frette le palier à roulement 46 et à l'extérieur duquel est fretté le palier lisse 48.

[0036] Avantageusement, le volant d'inertie oscillant 32 comporte un disque en tôle embouti de manière à former sur sa partie centrale une partie cylindrique, parallèle à l’axe de révolution, et supportée par le palier 48. Une masse annulaire peut être fixée sur le diamètre extérieur de ce disque pour augmenter l’inertie.

[0037] Les modules de liaison 34 reliant le volant d'inertie oscillant 32 au volant secondaire 26 sont au nombre de deux et comprennent chacun un galet 50 monté sur mobile en rotation autour d'une tige 51 pour tourner par rapport au volant secondaire 26 autour d'un axe de rotation 200 parallèle à l'axe de révolution 100 et situé à distance de ce dernier, et une lame élastique 52 comportant une portion d'extrémité 54 fixée au volant d'inertie oscillant 32 par des rivets 55. La lame élastique comporte en outre une portion flexible comprenant une portion de guidage ou came 56 qui forme un chemin de came 58 situé radialement à l'intérieur du galet 50, c'est-à-dire entre le galet 50 et l'axe de révolution 100, et en appui sur le galet 50, et une portion intermédiaire de déformation élastique 59. Des butées (non visibles sur les figures) limitent le débattement angulaire possible entre le volant d'inertie oscillant 32 et le volant secondaire 26, de part et d'autre d'une position relative de référence, dans laquelle le galet 50 est en contact avec une zone du chemin de came 58, dite zone de référence ou zone d'équilibre, qui est orthoradiale par rapport à l'axe de révolution 100, c'est-à-dire qui, dans un plan perpendiculaire à l'axe de révolution 100 et à l'axe de rotation 200, est tangente à une perpendiculaire à un axe radial passant par l'axe de révolution 100 et l'axe de rotation 200. La position de référence correspond donc à un couple nul transmis entre le volant secondaire 26 et le volant d'inertie d'oscillation, ceci indépendamment de la vitesse de rotation puisque les efforts au contact entre le galet 50 et le chemin de came 58 dans la position de référence sont purement radiaux.

[0038] La courbure du chemin de came 58 de part et d'autre de la position de référence est telle que la normale au point de contact du chemin de came 58 avec le galet 50 a une composante orthoradiale orientée vers la position de référence, qui augmente lorsque le débattement angulaire Θ par rapport à la position de référence augmente. En roulant sur le chemin de came 58, de part et d'autre de la position de référence, le galet 50 fait fléchir la lame élastique 52 au niveau de la portion intermédiaire de déformation 59. On s'assure ainsi que le contact entre le galet 50 et le chemin de came 58 génère respectivement sur le volant d'inertie oscillant 32 et sur le volant secondaire 26 deux couples opposés autour de l'axe de révolution 100, tendant à rappeler le volant d'inertie oscillant 32 et le volant secondaire 26 vers la position de référence.

[0039] On considérera dans la suite le couple de rappel vers la position de référence, transmis par l'interaction entre le galet 50 et le chemin de came 58 au volant secondaire 26, qui constitue ici l'organe à amortir. La lame élastique 52 présente une raideur en flexion, de sorte que, même à l'arrêt, le couple de rappel a une composante élastique Γι de rappel vers la position relative de référence, fonction du débattement angulaire Θ entre les deux organes tournants 26, 32. En première approximation, en négligeant les déformations de la lame élastique 52 en fonction de la vitesse de révolution, on peut considérer que cette composante élastique Γι est relativement indépendante de la vitesse de révolution, et peut le cas échéant être estimée à l'arrêt.

[0040] Par ailleurs, la lame élastique 52 présente une inertie qui, lorsque la lame élastique 52 tourne à une vitesse de révolution ω, génère un effort centrifuge sur le galet 50, de sorte que le couple de rappel présente une composante Γ2 de rappel inertiel vers la position de référence, fonction du débattement angulaire Θ entre les deux organes tournants 26, 32 et de la vitesse de révolution ω.

[0041] Les deux composantes Γι et Γ2 que l'on a ici décrites séparément et pour chaque module de liaison 34, s'additionnent pour générer globalement un couple résultant Tr exercé sur le volant secondaire 26, qui peut être mesuré sur un banc d'essai en faisant tourner le volant secondaire 26 et le volant d'inertie oscillant 32 à une vitesse de révolution ω donnée, et en mesurant le couple nécessaire au maintien d'un débattement angulaire Θ donné.

[0042] Pour que le comportement de l'absorbeur de vibration 30 se rapproche de celui d'un pendule avec un bon degré d'approximation, on choisit la raideur de la lame élastique 52 et la pente du chemin de came 58 de manière à ce que le couple résultant Tr soit, avec un bon degré d'approximation, proportionnel au débattement angulaire Θ à vitesse de révolution ω donnée dans une plage de vitesse comprise entre une valeur minimale œmm prédéterminée inférieure à 1000 tr/min et une valeur maximale prédéterminée ü)max supérieure à 1500 tr/min, et proportionnel au carré de la vitesse de révolution ω pour un débattement angulaire 0 donné dans la plage des débattements angulaires possibles. En l'espèce, on fait en sorte qu'il existe une constante C positive, telle que dans la plage de vitesse entre œmm et ü)max :

[0043] On peut alors définir une raideur apparente K de l'absorbeur de vibration 30, égale au quotient du couple résultant Tr par le débattement angulaire 0 correspondant, cette raideur K étant sensiblement proportionnelle au carré de la vitesse de révolution ω et telle que:

[0044] Pour toute vitesse de révolution donnée ω dans la plage de vitesse entre la plage de vitesses entre œmm et ü)max, l'absorbeur de vibration 30 se comporte comme un pendule ayant une fréquence de résonnance d'oscillation Fv fonction de la raideur

apparente K et de l'inertie I du volant d'inertie oscillant 32. À un premier degré d'approximation, cette raideur K est liée à la fréquence de résonance d'oscillation Fv et au moment d'inertie du volant d'inertie oscillant 32 par une équation simple du type:

[0045] Le mécanisme de filtrage doit être accordé aux fluctuations de couple que l'on cherche à atténuer. Or on sait que la fréquence principale d'acyclisme d'un moteur dépend du type du moteur 12 et notamment du nombre de cylindres. Ainsi, pour un moteur 12 à quatre temps, donc à une combustion par cylindre tous les deux tours de vilebrequin 14, la fréquence principale d'acyclisme Fm correspond généralement à la fréquence de combustion des cylindres soit, pour un moteur à N cylindres et pour une vitesse de révolution ω du vilebrequin 14 donnée :

[0046] En accordant la fréquence de résonance d'oscillation de l'absorbeur de vibration 30 sur la fréquence principale d'acyclisme Fm(û>) du moteur 12, pour une plage de vitesses de révolution, on permet à l'absorbeur de vibration 30 de battre en opposition de phase par rapport aux acyclismes, d'où une atténuation importante du niveau vibratoire. L'organe tournant 26 relié au vilebrequin 14 est ainsi sollicité par des couples antagonistes en opposition de phase qui se compensent au moins partiellement, à savoir d’une part un couple acyclique d’entrée, en provenance du vilebrequin 14, et d’autre part un couple oscillant transmis par les modules de liaison 34. Pour obtenir l'accord souhaité entre la fréquence de résonance d'oscillation de l'absorbeur de vibration 30 et la fréquence principale d'acyclisme, on met à profit la possibilité qu'offre le module de liaison 34 selon l'invention de faire varier, avec le profil des chemins de came, la loi reliant le débattement angulaire Θ entre les deux organes tournants 26, 32 et le couple transmis.

[0047] En l'occurrence, on fait en sorte que pour une valeur ω0 dans la plage de vitesses de révolution entre u)min et u)max, la fréquence principale d'acyclisme du

moteur coïncide avec la fréquence de résonnance d'oscillation Fv de l’absorbeur de vibration 30, ce qui se traduit par:

[0048] L'absorbeur de vibration 30 ne permet pas d'obtenir cette égalité parfaite pour toute la plage de vitesses de révolution entre <umjn et <umax, et la divergence observée croît lorsque l'on s'éloigne de la valeur d'accord ω0. En ce sens, l'absorbeur de vibration 30 est moins performant qu'un pendule oscillant. Toutefois, la performance d'atténuation des vibrations reste très intéressante, et est obtenue avec des moyens particulièrement simples.

[0049] L' absorbeur de vibration 30 selon l'invention peut être disposé à différents endroits dans l'ensemble de propulsion 10, comme illustré par exemple sur les figures 5 à 7.

[0050] Sur la figure 5, on a schématisé un absorbeur de vibration 30 selon l'invention, monté en dérivation sur un volant primaire 24 d'un double volant amortisseur 22.

[0051] Sur la figure 6, on a illustré un absorbeur de vibration 30 autonome, monté directement sur le vilebrequin 14 du moteur à combustion interne 12, le cas échéant à une extrémité du vilebrequin 14 opposée à l'embrayage 18.

[0052] Sur la figure 7 est illustré de façon schématique un ensemble de propulsion 10 comportant un moteur à combustion interne 12 et une chaîne cinématique de transmission 16 comportant un convertisseur de couple 60 situé entre un vilebrequin 14 du moteur à combustion interne 12 et un arbre d'entrée 20 de boîte de transmission. Ce convertisseur de couple 60 comporte de manière connue en soi un convertisseur hydrocinétique 62 et un embrayage de verrouillage 64 disposés en parallèle entre le vilebrequin 14 et un organe d'entrée 24 d'un mécanisme d'amortissement 22 dont l'organe de sortie 27 est solidaire à l'arbre d'entrée 20 de la boîte transmission. Un organe intermédiaire de phasage 26 est interposé en série entre l'organe d'entrée 24 et l'organe de sortie 27, relié à l'organe

d'entrée 24 par un premier organe élastique 28 et à l'organe de sortie 27 par un deuxième organe élastique 29. Cet organe intermédiaire est en outre relié à un volant d'inertie oscillant 32 par l'intermédiaire de modules de liaison 34 formant un mécanisme oscillant.

[0053] Sur les figures 8 à 10 est illustré un absorbeur de vibration 30 suivant un autre mode de réalisation de l'invention, adapté par exemple à un montage autonome tel qu'envisagé sur la figure 6 ou à un montage entre un double volant amortisseur 22 et un embrayage 18 à friction. Ce mécanisme comporte un premier organe tournant 26 autour d'un axe de révolution 100, un deuxième organe tournant 32 autour de l'axe de révolution 100, un palier à roulement 48 de guidage entre le premier organe tournant 26 et le deuxième organe tournant 32, deux modules de liaison 34 permettant un débattement angulaire relatif entre les deux organes tournants 26, 32 et des butées 66 limitant ce débattement angulaire relatif.

[0054] Chaque module de liaison 34 comporte, de manière similaire au premier mode de réalisation, un galet 50 roulant sur un chemin de came 58 formé sur une lame élastique 52. Le galet 50 est ici monté sur le premier organe tournant 26 de manière à pouvoir tourner librement autour d'un axe de rotation 200 parallèle à l'axe de révolution 100 et situé à distance de l'axe de révolution 100, l'axe de rotation 200 étant matérialisé par une tige 51 et par un palier lisse ou à roulement 70 interposé entre la tige 51 et le galet 50. La lame élastique 52 présente une forme recourbée sur elle-même en U, dont une branche constitue une portion d'extrémité 54 fixée au deuxième organe tournant 32 et dont l'autre branche forme le chemin de came 58, les deux branches 54, 58 étant reliée par une partie coudée déformable 59 recourbée sur elle-même. Le deuxième organe tournant 32 est ici en deux pièces 72, 74 entre lesquelles sont disposées les lames élastiques 52, les deux pièces 72, 74 étant fixées l'une à l'autre par des rivets 55 traversant les lames élastiques 52. Le premier organe tournant 26 est quant à lui formé par un volant 76 sur lequel est soudé un manchon 78, le palier de guidage 48 étant fretté sur le manchon 78 et dans une partie tubulaire de la pièce 74 du deuxième organe tournant 32. Les butées 66 sont constituées par des surfaces des deux organes tournants 26, 32 qui viennent en contact lorsqu'est atteinte la limite de débattement angulaire relatif entre les deux organes tournants 26, 32. Ces butées sont formées d’une part par une extension axiale de l’une des pièces du deuxième organe tournant 32 tournant autour de l’axe 100 et d’autre part par le rebord d’une fenêtre du premier organe tournant 26.

[0055] Naturellement, les exemples représentés sur les figures et discutés ci-dessus ne sont donnés qu'à titre illustratif et non limitatif. Il est explicitement prévu que l'on puisse combiner entre eux les différents modes de réalisation illustrés pour en proposer d'autres. Le chemin de came 58 et le galet 50 peuvent être lisses ou dentés, pour assurer un engrènement du type à pignon et crémaillère. Le galet 50 peut être libre et rouler sur le chemin de came 58 formé sur la lame élastique 52 liée à l'un des organes tournants 26, 32 et un autre chemin de came 58 formé sur l'autre organe tournant, les deux chemins de came étant en regard l'un de l'autre, le chemin de came 58 formé sur la lame élastique 52 étant disposé radialement à l'intérieur de l'autre chemin de came 58.

[0056] De même, d’autres formes et géométries de lames peuvent être mises en œuvre pour réaliser la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Absorbeur de vibration (30), comportant deux organes tournants (26, 32) guidés en rotation autour d'un axe de révolution (100), et un ou plusieurs modules de liaison (34) entre les deux organes tournants (26, 32), permettant un débattement angulaire relatif Θ entre les deux organes tournants (26, 32) autour de l'axe de révolution (100) de part et d'autre d'une position angulaire relative de référence, chaque module de liaison (34) comportant un premier élément de liaison associé à un premier (26) des deux organes tournants et un deuxième élément de liaison associé à un deuxième (32) des deux organes tournants, l'un des premier et deuxièmes éléments de liaison étant une came (56) sur laquelle est formé un chemin de came (58), l'autre des premier et deuxième éléments de liaison étant un galet (50) apte à rouler sur le chemin de came (58) lorsque les deux organes tournants (26, 32) tournent l'un par rapport à l'autre de part et d'autre de la position de référence, caractérisé en ce que chaque module de liaison (34) comporte des moyens de liaison élastique (59) entre le deuxième élément de liaison (56) et le deuxième organe tournant (32), permettant un déplacement radial du deuxième élément de liaison (56) par rapport au deuxième organe tournant (32), et maintenant le deuxième élément de liaison (56) en appui contre le premier élément de liaison (50), le deuxième élément de liaison (56) ayant un centre de masse situé à distance de l'axe de révolution (100), de sorte que lorsque le deuxième élément de liaison (56) tourne à une vitesse de révolution ω, le ou les module de liaison génèrent ensemble entre les deux organes tournants (26, 32) un couple résultant Tr de rappel vers la position de référence, fonction du débattement angulaire Θ entre les deux organes tournants (26, 32) et de la vitesse de révolution ω, et tel que:

où C est une constante positive donnée, lorsque la vitesse de révolution ω varie dans une plage de vitesses entre une valeur minimale oomin prédéterminée inférieure à 1000 tr/min et une valeur maximale prédéterminée tOmax supérieure à 1500 tr/min.
2. Absorbeur de vibration selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième élément de liaison (56) est la came (56).
3. Absorbeur de vibration (30) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une lame élastique (52) fixée au deuxième organe tournant, et comportant la came (56) et les moyens élastiques (59).
4. Absorbeur de vibration (30) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la lame élastique (52) comporte une portion de fixation (54) fixée au deuxième organe tournant (32), et une portion flexible, la portion flexible comprenant une portion de guidage comportant la came (56) et sur laquelle est formé le chemin de came (58) et une portion intermédiaire de déformation (59), reliant la portion de fixation (54) à la portion de guidage (56) et constituant les moyens de liaison élastique (59).
5. Absorbeur de vibration (30) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la portion intermédiaire de déformation (59) est conformée en U.
6. Absorbeur de vibration (30) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier élément de liaison (50) est disposé radialement à l'extérieur du deuxième élément de liaison (56).
7. Absorbeur de vibration (30) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le galet (50) est un galet pivotant autour d'un axe de rotation (200) fixe par rapport à l'organe tournant (26) associé au galet (50).
8. Absorbeur de vibration (30) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une butée (66) limite le débattement angulaire entre les deux organes tournants (26, 32).
9. Absorbeur de vibration [30] selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les modules de liaison (34) comportent au moins deux modules de liaison (34), de préférence identiques, et de préférence disposés de façon symétrique par rapport à l'axe de révolution (100).
10. Absorbeur de vibration (30) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans la position relative de référence, le galet (50) est en appui contre une zone du chemin de came (58) orthoradiale par rapport à l'axe de référence (100).
11. Absorbeur de vibration (30) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un des deux organes tournants (26, 32) est un volant d'inertie oscillant (32) ayant un moment d'inertie / par rapport à l'axe de révolution (100) et l'autre des deux organes tournants (26, 32) est un organe à amortir (26), l'organe à amortir (26) étant pourvu de moyens liaison mécanique à un organe menant et à un organe mené, le volant d'inertie oscillant (32) étant dépourvu de moyens de liaison mécanique à un organe menant ou à un organe mené.
12. Absorbeur de vibration (30) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'absorbeur de vibration (30) est dépourvu de moyens d'amortissement par friction dissipant de l'énergie lorsque les deux organes tournants (26, 32) tournent l'un par rapport à l'autre de part et d'autre de la position de référence.
13. Absorbeur de vibration (30) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les modules de liaison (34) sont conformés de manière à ce que le couple résultant Tr de rappel vers la position de référence, soit tel que, pour au moins une vitesse de révolution prédéterminée ω0 inférieure à 1000 tr/min et au moins un nombre entier N égal à 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, notamment 3, 4 ou 6, on observe:

et de préférence:
14. Ensemble de propulsion (10) comportant un moteur à combustion interne (12) (50) à quatre temps et à N cylindres comportant un vilebrequin (14) tournant autour d'un axe de révolution (100), caractérisé en ce qu'il comporte en outre un absorbeur de vibration (30) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, l'un des deux organes tournants (26, 32) de l'absorbeur de vibration (30) étant un volant d'inertie oscillant (32) ayant un moment d'inertie / par rapport à l'axe de révolution (100) et l'autre des deux organes tournants (26, 32) de l'absorbeur de vibration (30) étant un organe à amortir (26) entraîné par le vilebrequin (14), le ou les modules de liaison (34) étant conformés de manière à générer ensemble entre les deux organes tournants (26, 32) un couple résultant Tr de rappel vers la position de référence, fonction du débattement angulaire 0 entre les deux organes tournants (26, 32) et de la vitesse de révolution ω, et tel que, pour au moins une vitesse de révolution prédéterminée ω0 inférieure à 1000 tr/min et au moins un nombre entier N égal à 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, notamment 3, 4 ou 6, on observe: et de préférence:
15. Ensemble de propulsion (10) selon la revendication 14, comportant en outre une boîte de transmission, caractérisé en ce que l'organe à amortir est disposé en série entre le vilebrequin (14) et la boîte de transmission, le volant d'inertie oscillant (32) n'étant lié cinématiquement qu'à l'organe à amortir.
16. Ensemble de propulsion (10) selon la revendication 14 ou la revendication 15, caractérisé en ce que l'organe à amortir est un volant secondaire d'un double volant amortisseur ou d'un amortisseur à longue course, ou une rondelle de phasage d'un amortisseur à longue course.
17. Ensemble de propulsion (10) selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, comportant en outre une boîte de transmission, caractérisé en ce que le volant d'inertie oscillant est disposé en dérivation par rapport à la chaîne de transmission reliant le vilebrequin (14) et la boîte de transmission.