FR3044728A1 - Carter d’embrayage avec ouies variables - Google Patents

Abstract

L'invention a trait à un carter d'embrayage (2) de groupe motopropulseur de véhicule automobile, comprenant une paroi (4) formant l'enveloppe dudit carter, ladite paroi comprenant au moins une ouïe (20) de ventilation de l'enveloppe. L'ouïe ou au moins une des ouïes (20) comprend des moyens de variation de section de passage (201) de ladite ou desdites ouïes.

Description

CARTER D’EMBRAYAGE AVEC OUÏES VARIABLES L’invention a trait au domaine des véhicules automobiles, plus particulièrement au domaine des groupes motopropulseurs de véhicules automobiles. Plus particulièrement encore, l’invention a trait au domaine des embrayages de groupes motopropulseurs de véhicules automobiles.

Le document de brevet publié US 8,783,433 B2 divulgue des moyens de refroidissement d’un embrayage à frottement sec pour groupe motopropulseur de véhicule automobile. Ces moyens consistent essentiellement en des aubes disposées sur une partie tournante de l’embrayage en vue de forcer une circulation d’air dans l’enceinte du carter d’embrayage. Les aubes peuvent être construites sous forme de bilames qui se déforment lorsque leur température augmente. Des ailettes de refroidissement en contact avec le liquide de refroidissement et l’huile du moteur sont prévues à proximité du carter d’embrayage afin de favoriser le transfert de chaleur de l’embrayage vers ces fluides du moteur lorsque l’embrayage est sollicité au point d’atteindre des températures critiques. L’effet de refroidissement atteint avec cet enseignement est limité, essentiellement en raison du fait que la circulation d’air est essentiellement en circuit fermé dans l’enceinte du carter d’embrayage.

Le document de brevet publié CN 202674085 U divulgue un embrayage de groupe motopropulseur de véhicule automobile, où le volant d’inertie comprend des ouvertures et des aubes disposées devant ces ouvertures en vue d’y forcer un courant d’air de refroidissement. Le carter d’embrayage comprend à sa périphérie un ou plusieurs évents destinés à évacuer le courant d’air en question. Le refroidissement atteint par cet enseignement est substantiel. Il impose cependant certaines contraintes de dimensionnement du volant d’inertie. De plus, il ne prévoit aucun régulation du courant d’air de refroidissement, hormis suivant la vitesse de rotation du moteur. Or, dans des conditions hivernales, il peut être désavantageux de ne pas permettre une montée en température dans l’enceinte du carter d’embrayage. En effet, la graisse présente dans le système d’amortissement en rotation disposé sur le volant d’inertie peut se figer au point de rendre le système d’amortissement en question au moins partiellement inopérant.

Le document de brevet publié KR 10 0522876 B1 divulgue un système de refroidissement de l’enceinte du carter d’embrayage d’un groupe motopropulseur d’un véhicule automobile. Le système de refroidissement consiste en un raccordement de l’enceinte en question à une conduite en dépression du moteur à combustion. Ce raccordement est contrôlé par une électrovanne de manière à ne faire circuler de l’air au travers de l’enceinte que lorsque l’embrayage est sollicité et susceptible d’atteindre des températures critiques. L’entrée d’air dans l’enceinte peut également être contrôlée par une électrovanne. Cet enseignement est potentiellement performant en ce qu’il est piloté. Il présente toutefois l’inconvénient de requérir des moyens de contrôle et d’être raccordé à une source de vide du moteur à combustion. L’invention a pour objectif de proposer un carter d’embrayage palliant au moins un problème de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de proposer une solution au problème d’échauffement de l’embrayage d’un groupe motopropulseur, qui soit simple, efficace et assure un bon fonctionnement dans des conditions variées, notamment hivernales. L’invention a pour objet un carter d’embrayage de groupe motopropulseur de véhicule automobile, comprenant une paroi formant l’enveloppe dudit carter, ladite paroi comprenant au moins une ouïe de ventilation de l’enveloppe ; remarquable en ce que la ou au moins une des ouïes comprend des moyens de variation de section de passage de ladite ou desdites ouïes.

Par ouïe on entend une ouverture au niveau de la paroi, permettant un échange d’air entre l’enceinte du carter et l’environnement extérieur dudit carter. L’ouïe ou chacune des ouïes est par conséquent en contact direct avec l’ambiance à l’extérieur du carter.

Selon un mode avantageux de l’invention, les moyens de variation de section de passage de la ou des ouïes sont configurés pour faire varier la section de passage en fonction de la température dans l’enceinte du carter. La température dans l’enceinte du carter peut être la température de l’air ambiant dans l’enceinte. La section de passage augmente avec la température et inversement.

Avantageusement les moyens de variation sont configurés pour ouvrir et fermer la section de passage au passage d’une température ou une plage de température critique comprise entre 50°C et 250°C, plus préféræitiellement entre 100°C et 250°C.

Selon un mode avantageux de l’invention, les moyens de variation de section de passage de la ou des ouïes comprennent un matériau déformable en fonction de la température.

Selon un mode avantageux de l’invention, les moyens de variation de section de passage de la ou des ouïes comprennent au moins un clapet, le matériau déformable en fonction de la température formant ledit ou lesdits clapets.

Selon un mode avantageux de l’invention, le matériau déformable en fonction de la température forme un bilame ou est un alliage métallique à mémoire de forme.

Selon un mode avantageux de l’invention, les moyens de variation de section de passage de la ou des ouïes comprennent au moins un clapet et au moins un actuateur dudit ou desdits clapets.

Selon un mode avantageux de l’invention, le matériau déformable en fonction de la température est un matériau actif du ou des actuateurs. Le matériau est avantageusement un alliage métallique à mémoire de forme ou de la cire.

Selon un mode avantageux de l’invention, le ou chacun des actuateurs est un actuateur piloté, préférentiellement électriquement.

Selon un mode avantageux de l’invention, le ou les clapets sont mobiles en pivotement et/ou en translation. L’invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur avec un embrayage et un carter d’embrayage, remarquable en ce que les moyens de variation de section de passage de la ou des ouïes comprennent au moins un clapet et au moins un actuateur dudit ou desdits clapets, et le véhicule comprend une unité de contrôle configurée pour calculer la température de l’embrayage en fonction de l’utilisation du groupe motopropulseur, et pour piloter le ou les actuateurs en vue d’ouvrir la ou les ouïes du carter lorsque la température calculée atteint une valeur limite.

Avantageusement, l’unité de contrôle est configurée pour ouvrir la section de passage lorsque la température est supérieure à une valeur limite supérieure, préférentiellement comprise entre 50°C et 250°C, plis préférentiellement entre 100°C et 250°C. Avantageusement, l’unité de contrôé est configurée pour fermer la section de passage lorsque la température est inférieure à une valeur limite inférieure, préférentiellement comprise entre 0°C d 100°C, plus préférentiellement entre 0°C et 50°C.

Les mesures de l’invention sont intéressantes en ce qu’elles permettent de réguler la température dans l’enceinte du carter d’embrayage, et ce avec des moyens simples et performants. La ou les ouïes font usage de l’air ambiant, c’est-à-dire l’air extérieur au groupe motopropulseur. Aucun raccordement à des conduits d’air du véhicule n’est par conséquent nécessaire. De plus, la rotation de l’embrayage dans l’enceinte assure un brassage et une circulation de l’air, si bien que l’invention tire parti du fait qu’il suffit de réguler la quantité d’air extérieur rentrant dans l’enceinte pour réaliser une régulation efficace. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est une vue en coupe d’un embrayage, avec le carter d’embrayage selon un premier mode de réalisation de l’invention ; - La figure 2 est une vue de détail d’une ouïe sur le carter d’embrayage, selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; - La figure 3 est une vue de détail d’une ouïe sur le carter d’embrayage, selon un troisième mode de réalisation de l’invention ; - La figure 4 est une vue de détail d’une ouïe sur le carter d’embrayage, selon un quatrième mode de réalisation de l’invention.

La figure 1 est une vue en coupe d’un embrayage de groupe motopropulseur, conforme à un premier mode de réalisation de l’invention. Le carter d’embrayage 2 comprend essentiellement la paroi 4 formant une enceinte logeant l’embrayage. Ce dernier comprend un volant d’inertie 6 lié en rotation avec le vilebrequin 8 du moteur à combustion. Il comprend également le mécanisme d’embrayage 10 constitué, essentiellement d’un plateau de pression 101, d’un couvercle 102 et d’un ressort en diaphragme 103 agissant entre le couvercle et le plateau de pression. L’embrayage comprend également un disque d’embrayage 12 recouvert de matériau de friction sur ses deux faces en contact, respectivement, avec une piste de friction sur le volant moteur 6 et une autre piste de friction sur le plateau de pression 101 du mécanisme 10. Le disque d’embrayage 12 est relié mécaniquement à l’arbre primaire 14 de la boîte de vitesses couplée au moteur à combustion. L’embrayage est commandé par une butée 16 disposée autour de l’arbre primaire 14 de la boîte de vitesses. La butée 16 est en contact avec le ressort 103 du mécanisme d’embrayage 10 et est déplacée en translation le long de l’arbre 14 par un levier ou fourchette 18, lui-même commandé par la pédale d’embrayage ou un actuateur piloté électriquement. Lors de son déplacement vers le volant d’inertie 6, la butée 16 déforme et déplace le ressort 103 du mécanisme 10, ce qui a pour effet de relâcher la pression qu’il exerce sur le plateau de pression 101 en direction du volant d’inertie 6. Le déplacement de la butée 16 vers le volant d’inertie 6 a par conséquent pour effet de relâcher la pression exercée sur le disque d’embrayage 12. Ce dernier peut alors tourner librement par rapport au volant d’inertie 6 et le plateau de pression 101. Ce principe de fonctionnement est bien connu en soi de l’homme de métier.

Lors de son fonctionnement, l’embrayage génère de la chaleur par le frottement du matériau de friction du disque d’embrayage 12 sur le volant d’inertie et le plateau de pression 101. Cette chaleur provoque une augmentation de température au niveau du disque d’embrayage 12, des surfaces de friction sur le volant d’inertie 6 et le plateau de pression 101, ainsi que plus généralement dans l’enceinte du carter 4. Ce phénomène d’échauffement est bien connu en soi. Il peut devenir critique dans des conditions de vie particulières, comme notamment lors de circulation dans des embouteillages avec de nombreux arrêts et démarrages sur une faible distance parcourue. Il est également destiné à devenir davantage critique dans le cadre d’un allongement des rapports de transmission, un tel allongement augmentant en effet le temps de patinage de l’embrayage. Cet allongement est une des mesures prises pour diminuer la production de dioxyde de carbone.

Afin de contrôler la température régnant dans l’enceinte du carter 2, la paroi 4 de ce dernier comprend des ouïes 20 de circulation d’air. La paroi 4 comprend au moins une ouïe, avantageusement au moins deux ouïes, cette ou ces ouïes étant avantageusement positionnée(s) sur la paroi à la périphérie radiale de l’enceinte que la paroi délimite. La périphérie radiale de l’enceinte peut être formée par une portion de paroi générale tronconique. En référence à la figure 1, une première ouïe peut être disposée à une première position de la périphérie en question et une deuxième ouïe peut être disposée à une deuxième position diamétralement opposée à la première.

Chacune des ouïes 20 comprend des moyens de variation de section de passage de ladite ouïe. Ces moyens sont avantageusement dépendants de la température de manière à augmenter la section de passage lorsque la température au sein de l’enceinte augmente et vice versa. Ces moyens de variation peuvent être autonomes, c’est-à-dire pouvoir réagir à une variation de température sans moyens extérieurs ou additionnels, ou encore être pilotés, c’est-à-dire être commandés par des moyens extérieurs.

En référence à la figure 1, correspondant à un premier mode de réalisation, chacune des ouïes 20 est formée par un clapet 201 disposé sur une ouverture 202 pratiquée dans la paroi 4. Le clapet 201 est configuré pour se déformer dans le sens d’une augmentation de la section de passage de l’ouverture 202 en question lors d’une augmentation de température dudit clapet. A cet effet, le clapet 201 peut former un bilame. Un bilame est constitué de deux lames de métaux ou d'alliages différents, souples, soudés ou collés l'un contre l'autre, dans le sens de la longueur. Ces deux plaques de métal peuvent être de l'invar et du nickel ayant un coefficient de dilatation différent. La dilatation des deux lames étant différente, le bilame se déforme avec les variations de température.

Le clapet 201 peut également être réalisé en un alliage métallique à mémoire de forme, couramment désigné par l’acronyme AMF. Un tel alliage a la capacité d'alterner entre deux formes préalablement mémorisées lorsque sa température varie autour d'une température critique. Parmi les principaux alliages à mémoire de forme, on retrouve toute une variété d'alliages de nickel et de titane comme constituants principaux, en proportions presque égales. Dans une moindre mesure, le laiton et certains alliages cuivre-aluminium possèdent également des propriétés de mémoire de forme.

Alternativement, le clapet 201 peut être réalisé en un matériau classique, c’est-à-dire qui ne se déforme pas de manière substantielle suite à une variation de température. Le clapet peut être monté de manière pivotante sur la paroi de carter. On peut alors prévoir un levier ou ressort en AMF (non représenté) actionnant la rotation du clapet. Le ressort peut être un ressort à spires non jointives. Un deuxième ressort classique (non représenté) peut être prévu pour s’opposer au premier. Lors d’une élévation de température, le premier ressort en AMF passe d’une phase martensitique à une phase austénitique et se déforme contre l’effort du deuxième ressort et fait pivoter le clapet dans le sens d’une ouverture. Lorsque la température redescend, le premier ressort en AMF passe de la phase austénitique à la phase martensitique, cette transformation étant assistée par le deuxième ressort. Le premier ressort est avantageusement situé du côté de la paroi 4 qui est à l’intérieur de l’enceinte. Le deuxième ressort peut être situé sur la face opposée, c’est-à-dire à l’extérieur de l’enceinte.

En référence à la figure 1, les clapets 201 peuvent s’étendre essentiellement suivant l’étendue de la paroi 4 au voisinage de l’ouverture 202 correspondante. Lors d’une élévation de température, ils peuvent se déformer de manière à se cambrer, ou pivoter, pour ouvrir ou augmenter la section de passage de l’ouverture.

La plage de température critique nécessitant une ouverture ou une augmentation de la section de passage est comprise entre 100°C et 250°C. Des mesures de montée en température d’un embrayage dans le cadre d’un essai du type « suivi de file >>, c’est-à-dire un essai de démarrage et arrêt répétés dans un embouteillage, ont montré que la température de l’air dans l’enceinte de l’embrayage atteint une valeur de 195°C lorsque le volant d’inertie atteint une température de 330°C et le plateau de pression atteint une température de 390°C. Ces valeurs sont des valeurs critiques pour le fonctionnement de l’embrayage. Avantageusement la ou les ouïes sont conçues pour refermer ou réduire la section de passage lorsque la température dans l’enceinte redescend en dessous de la plage susmentionnée, de manière à éviter à l’enceinte de rester dans des températures basses dans des conditions hivernales. En effet, notamment pour les moteurs diesel, le volant d’inertie peut comprendre deux masses liées entre elles par des ressorts. Une des masses est solidaire du vilebrequin et l’autre masse est solidaire de la transmission, les deux étant reliées par des taquets, un roulement à billes et les ressorts en question. Cela constitue un dispositif d’amortissement absorbant les trop fortes variations d'énergie cinétique, réduisant ainsi les sollicitations en torsion de la transmission. Ces ressorts sont logés dans des cavités garnies de graisse. Dans des conditions de température très basse, notamment en dessous de 0°C, cette grasse se fige et peut entraver le bon fonctionnement du volant d’inertie. Il est donc utile de permettre à l’embrayage de rapidement atteindre une plage de température adéquate au bon fonctionnement du volant d’inerte, comme par exemple supérieure à 0°C, préférentiellement supérieure à 40°C.

En fonctionnement, lorsque la température de l’air dans l’enceinte du carter 2 atteint une plage de valeur critique, les clapets 201 se déforment et ouvrent ou au minimum augmentent la section de passage, permettant ainsi une rentrée d’air extérieur dans l’enceinte. La rotation du volant d’inertie 6 et du mécanisme d’embrayage 10 a pour effet de générer une circulation forcée favorable à un échange thermique. L’air se réchauffe ainsi au contact de ces pièces et peut se faire éjecter par les ouvertures 202. Les ouïes 20 peuvent ainsi servir de rentrée d’air extérieur et de sortie d’air réchauffé.

La figure 2 est une vue de la partie supérieure de l’embrayage de la figure 1, suivant toutefois un deuxième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du premier mode de réalisation sont utilisés pour désigner les éléments identiques ou correspondants, ces numéros étant cependant majorés de 100. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments en relation avec le premier mode de réalisation.

Le deuxième mode de réalisation illustré à la figure 2 se distingue du premier mode essentiellement en ce que les clapets 1201 sont montés coulissants sur la paroi 104 du carter 102. Similairement à une variante du premier mode de réalisation, un levier ou ressort en AMF (non représenté) peut être disposé de manière à commander le coulissement du clapet en fonction de la température.

La figure 3 est une vue de la partie supérieure de l’embrayage de la figure 1, suivant toutefois un troisième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du premier mode de réalisation sont utilisés pour désigner les éléments identiques ou correspondants, ces numéros étant cependant majorés de 200. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments en relation avec le premier mode de réalisation.

Le deuxième mode de réalisation illustré à la figure 3 se distingue du premier mode essentiellement en ce que chacune des ouïes 220 comprend, outre un clapet 2201 pivotant et une ouverture 2202 dans la paroi 204, un actuateur 2203 relié mécaniquement au clapet afin de le déplacer. L’actuateur 2203 peut être autonome, c’est-à-dire apte à réagir à des variations de température dans l’enceinte sans l’aide de moyens extérieurs à l’embrayage et plus particulièrement à l’actuateur même. Un tel actuateur peut comprendre un matériau apte à se dilater et des moyens de conversion de cette dilatation en un mouvement de commande. Ce matériau peut être une cire. Des tels actuateurs sont commercialisés notamment par la société Vernet®. L’actuateur 2203 est avantageusement situé du côté de la paroi 204 qui est à l’intérieur de l’enceinte. L’actuateur 2203 peut également être piloté par des moyens extérieurs, comme notamment une unité de contrôle mesurant ou avantageusement calculant la température de l’embrayage sur base de différents paramètres de fonctionnement du véhicule. L’actuateur 2203 est avantageusement du type à commande électrique, l’unité de contrôle étant alors reliée électriquement à l’actuateur en vue de l’ouverture et la fermeture de la ou des ouïes en fonction de la température mesurée ou estimée de l’embrayage.

La figure 4 est une vue de la partie supérieure de l’embrayage de la figure 1, suivant toutefois un quatrième mode de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du premier mode de réalisation sont utilisés pour désigner les éléments identiques ou correspondants, ces numéros étant cependant majorés de 300. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments en relation avec le premier mode de réalisation.

Le quatrième mode de réalisation est basé sur le deuxième mode à la figure 2 et utilisant des actuateurs selon le troisième mode à la figure 3. Il est par conséquent fait référence à la description de ces modes de réalisation.

Plus précisément, chacune des ouïes 320 comprend un clapet 3201 monté coulissant sur la paroi 304 du carter 302, au niveau d’une ouverture 3202 pratiquée dans la paroi en question, similairement au clapet 1201 de la figue 2. Elle comprend également un actuateur 3203 autonome ou piloté, similaire à l’actuateur 2203 de la figure 3.

Claims (10)

1. Revendications

   1. Carter d’embrayage (2; 102; 202; 302) de groupe motopropulseur de véhicule automobile, comprenant une paroi (4; 104; 204; 304) formant l’enveloppe dudit carter, ladite paroi comprenant au moins une ouïe (20 ; 120 ; 220 ; 320) de ventilation de l’enveloppe ; caractérisé en ce que la ou au moins une des ouïes (20 ; 120 ; 220 ; 320) comprend des moyens de variation de section de passage (201 ; 1201 ; 2201 ; 2203 ; 3201 ; 3203) de ladite ou desdites ouïes.
2. 2. Carter (2 ; 102 ; 202 ; 302) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de variation de section de passage (201 ; 1201 ; 2201 ; 2203 ; 3201 ; 3203) de la ou des ouïes (20 ; 120 ; 220 ; 320) sont configurés pour faire varier la section de passage en fonction de la température dans l’enceinte du carter.
3. 3. Carter (2 ; 102 ; 202 ; 302) selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de variation de section de passage (201 ; 1201 ; 2201 ; 2203 ; 3201 ; 3203) de la ou des ouïes (20 ; 120 ; 220 ; 320) comprennent un matériau déformable en fonction de la température.
4. 4. Carter (2) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de variation de section de passage (201) de la ou des ouïes (20) comprennent au moins un clapet (201), le matériau déformable en fonction de la température formant ledit ou lesdits clapets (201).
5. 5. Carter (2) selon l’une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le matériau déformable en fonction de la température forme un bilame ou est un alliage métallique à mémoire de forme.
6. 6. Carter (2 ; 102 ; 202 ; 302) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de variation de section de passage (201 ; 1201 ; 2201 ; 2203 ; 3201 ; 3203) de la ou des ouïes (20 ; 120 ; 220 ; 320) comprennent au moins un clapet (201 ; 1201 ; 2201 ; 3201) et au moins un actuateur (2203 ; 3203) dudit ou desdits clapets.
7. 7. Carter (2 ; 102 ; 202 ; 302) selon les revendications 3 et 6, caractérisé en ce que le matériau déformable en fonction de la température est un matériau actif du ou des actuateurs (2203 ; 3203).
8. 8. Carter (202 ; 302) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le ou chacun des actuateurs (2203 ; 3203) est un actuateur piloté, préférentiellement électriquement.
9. 9. Carter (2 ; 102 ; 202 ; 302) selon l’une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le ou les clapets sont mobiles en pivotement (201 ; 2201) et/ou en translation (1201 ; 3201).
10. 10. Véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur avec un embrayage et un carter d’embrayage, caractérisé en ce que le carter d’embrayage (202 ; 302) est conforme à la revendication 8, et le véhicule comprend une unité de contrôle configurée pour calculer la température de l’embrayage en fonction de l’utilisation du groupe motopropulseur, et pour piloter le ou les actuateurs (2203 ; 3203) en vue d’ouvrir la ou les ouïes (220 ; 320) du carter lorsque la température calculée atteint une valeur limite.