FR3058487A1 - CLUTCH COMPRISING A VENTILATED HOUSING - Google Patents
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Abstract
Cet embrayage (EM) comprend un carter d'embrayage (CE) logeant dans son espace interne : - un volant moteur (VM), - au moins un disque de friction (DF), - un mécanisme de pression (MP) comportant au moins un plateau de pression (PP), un couvercle (CV) solidarisé fixement au volant moteur (VM) et logeant le plateau de pression (PP). Le carter d'embrayage (CE) a des ouvertures périphériques (OP) de sortie d'air de l'espace interne au droit du volant moteur (VM), ou du disque de friction (DF), ou encore du couvercle (CV). Le carter d'embrayage (CE) loge en outre, sur une face interne (FI) et sur le trajet de l'air en amont des ouvertures périphériques (OP), un ventilateur centrifuge électrique (VCE).This clutch (EM) comprises a clutch housing (CE) housing in its internal space: - a flywheel (VM), - at least one friction disc (DF), - a pressure mechanism (MP) comprising at least a pressure plate (PP), a cover (CV) secured to the flywheel (VM) and housing the pressure plate (PP). The clutch housing (CE) has peripheral openings (OP) for air outlet from the internal space to the right of the flywheel (VM), or the friction disk (DF), or the cover (CV) . The clutch housing (CE) also houses, on an inner face (FI) and on the air path upstream of the peripheral openings (OP), an electric centrifugal fan (VCE).
Description
EMBRAYAGE COMPRENANT UN CARTER VENTILECLUTCH COMPRISING A VENTILATED HOUSING
L’invention a trait au domaine des groupes motopropulseurs de véhicules automobiles. Plus particulièrement encore, l’invention concerne le refroidissement d’embrayages secs.The invention relates to the field of motor vehicle powertrains. More particularly still, the invention relates to the cooling of dry clutches.
Un embrayage est un système mécanique assurant un couplage entre un moteur thermique et une boîte de vitesses (mécanique ou pilotée). Il comprend à cet effet un volant moteur, au moins un disque de friction, et un mécanisme de pression (comportant au moins un plateau de pression et un couvercle, ainsi qu’un éventuel diaphragme). Le volant moteur (qui peut être simple ou double) est destiné à être solidarisé à un arbre du moteur thermique, par exemple son vilebrequin. Le disque de friction est destiné à être solidarisé à un arbre primaire de la boîte de vitesses. Le plateau de pression (du mécanisme de pression) est chargé de plaquer le disque de friction contre le volant moteur lorsqu’il est poussé par un organe tel qu’un diaphragme sous l’action d’une butée, elle-même actionnée par une commande d’embrayage. Le couvercle permet de solidariser fixement ce mécanisme de pression au volant moteur. Le mécanisme de pression comprend dans son couvercle et/ou dans son éventuel diaphragme des premières ouvertures pour l’entrée d’air et des ouvertures périphériques pour la sortie de cet air au voisinage de la jonction volant moteur / couvercle.A clutch is a mechanical system ensuring a coupling between a heat engine and a gearbox (mechanical or piloted). To this end, it includes a flywheel, at least one friction disc, and a pressure mechanism (comprising at least one pressure plate and a cover, as well as a possible diaphragm). The flywheel (which can be single or double) is intended to be secured to a shaft of the heat engine, for example its crankshaft. The friction disc is intended to be secured to a primary shaft of the gearbox. The pressure plate (of the pressure mechanism) is responsible for pressing the friction disc against the flywheel when it is pushed by a member such as a diaphragm under the action of a stop, itself actuated by a clutch control. The cover fixes this pressure mechanism to the flywheel. The pressure mechanism comprises in its cover and / or in its possible diaphragm first openings for the air intake and peripheral openings for the exit of this air in the vicinity of the flywheel / cover junction.
Le couple qui est produit par le moteur thermique est tout d’abord transmis au volant moteur via le vilebrequin (grâce à son mouvement de rotation), puis au disque de friction et enfin à l’arbre primaire de la boîte de vitesses.The torque produced by the heat engine is first transmitted to the flywheel via the crankshaft (thanks to its rotational movement), then to the friction disc and finally to the primary shaft of the gearbox.
Comme le sait l’homme de l’art, dans certaines situations de vie, l’augmentation de la température des pièces de l’embrayage qui sont impliquées dans la friction (mécanisme de pression, volant moteur et disque de friction) peut dépasser un seuil haut au-delà duquel on observe une dégradation de la transmission du couple, voire une détérioration de certaines pièces, nécessitant de prévoir leur refroidissement.As those skilled in the art know, in certain life situations, the increase in temperature of the clutch parts which are involved in friction (pressure mechanism, flywheel and friction disc) can exceed a high threshold beyond which a deterioration in the transmission of the torque is observed, or even a deterioration of certain parts, requiring their cooling to be provided.
Or ces pièces sont peu accessibles, et confinées entre le moteur et la boîte de vitesses, rendant leur refroidissement peu aisé car la circulation d’air y est limitée.However, these parts are not very accessible, and confined between the engine and the gearbox, making it difficult to cool them because the air circulation is limited.
Cette difficulté s’avère d’autant plus problématique lorsque l’on souhaite obtenir un allongement des rapports de la boîte de vitesses, notamment dans le but de réduire la consommation d’énergie (et donc la production de CO2). En effet, l’allongement de ces rapports conduit à une plus grande sollicitation de l’embrayage, ce qui impose un renforcement de ses pièces et une adaptation des formes de ces dernières qu’il est de plus en plus difficile d’obtenir.This difficulty is all the more problematic when it is desired to obtain an elongation of the gearbox ratios, in particular with the aim of reducing energy consumption (and therefore the production of CO 2 ). Indeed, the elongation of these ratios leads to greater stress on the clutch, which imposes a strengthening of its parts and an adaptation of the shapes of the latter which it is increasingly difficult to obtain.
A l’inverse, lorsque la température des pièces de l’embrayage qui sont impliquées dans la friction (mécanisme de pression, volant moteur et disque de friction) est en dessous d’un seuil bas (par exemple, en situation de roulage dans des conditions climatiques froides ou après un arrêt prolongé), on observe une limitation de la transmission du couple par un phénomène de patinage à froid du disque de friction.Conversely, when the temperature of the clutch parts which are involved in friction (pressure mechanism, flywheel and friction disc) is below a low threshold (for example, in a rolling situation in cold weather conditions or after a prolonged standstill), there is a limitation of the torque transmission by a phenomenon of cold slip of the friction disc.
Le brevet FR-B-2 806 766 divulgue un volant présentant une surface de friction globalement annulaire. Le volant, au moins radialement à l'intérieur de la garniture de friction, est équipé d'aubes de façon à produire, lors de sa rotation, un flux d'air qui s'écoule le long de sa face opposée à la garniture de friction.Patent FR-B-2 806 766 discloses a flywheel having a generally annular friction surface. The flywheel, at least radially inside the friction lining, is equipped with blades so as to produce, during its rotation, an air flow which flows along its face opposite to the friction lining. friction.
Cette solution permet un refroidissement efficace du volant moteur, mais elle ne permet pas de s’adapter aux situations de roulage dans des conditions climatiques froides, ce refroidissement étant lié en permanence à la rotation du volant moteur.This solution allows efficient cooling of the flywheel, but it does not make it possible to adapt to driving situations in cold climatic conditions, this cooling being permanently linked to the rotation of the flywheel.
Il y a donc un besoin pour avoir un refroidissement efficace quand la température des pièces de l’embrayage qui sont impliquées dans la friction dépasse le seuil haut, et qui satisfasse également aux conditions climatiques froides.There is therefore a need for effective cooling when the temperature of the clutch parts which are involved in the friction exceeds the high threshold, and which also satisfies cold climatic conditions.
L’invention a pour objectif de proposer un embrayage palliant au problème de l’état de la technique susmentionné, en assurant un bon fonctionnement dans des conditions variées, notamment hivernales.The object of the invention is to provide a clutch which overcomes the problem of the aforementioned state of the art, by ensuring proper operation under various conditions, especially in winter.
Dans ce but, l’Invention propose un embrayage comprenant un carter d’embrayage logeant dans son espace interne i) un volant moteur, ii) au moins un disque de friction, et iii) un mécanisme de pression comportant au moins un plateau de pression, un couvercle solidarisé fixement au volant moteur et logeant le plateau de pression, le carter d’embrayage ayant des ouvertures périphériques de sortie d’air de l’espace interne au droit du volant moteur, ou du disque de friction, ou encore du couvercle, le carter d’embrayage logeant en outre, sur une face interne du carter d’embrayage et sur le trajet de l’air en amont des ouvertures périphériques, un ventilateur centrifuge électrique.To this end, the invention provides a clutch comprising a clutch housing accommodating in its internal space i) an engine flywheel, ii) at least one friction disc, and iii) a pressure mechanism comprising at least one pressure plate , a cover secured to the flywheel and housing the pressure plate, the clutch housing having peripheral air outlet openings in the internal space to the right of the flywheel, or of the friction disc, or of the cover , the clutch housing also accommodating, on an internal face of the clutch housing and on the air path upstream of the peripheral openings, an electric centrifugal fan.
En effet, ce ventilateur électrique est alors indépendant de la vitesse de rotation du volant moteur. Il peut donc être arrêté à tout moment, en particulier lorsque des conditions climatiques sont froides, notamment pour des températures d’air de l’espace interne inférieures à un seuil entre 0 et 200°C, voire des températures négatives. L’arrêt du ventilateur électrique provoque alors l’arrêt de la ventilation de l’air contenu dans l’espace interne, et ne refroidit plus l’embrayage, permettant ainsi une montée en température de l’embrayage plus rapide, et donc d’éviter les cas de limitation de la transmission du couple par un phénomène de patinage à froid du disque de friction. A l’inverse, l’actionnement du ventilateur électrique permettra un refroidissement optimal de l’embrayage car ce ventilateur, se trouvant sur la face interne du carter d’embrayage, est au plus près des pièces à refroidir, à savoir le volant moteur, le disque de friction, ou du couvercle contenant le plateau pression.Indeed, this electric fan is then independent of the speed of rotation of the flywheel. It can therefore be stopped at any time, in particular when climatic conditions are cold, in particular for air temperatures in the internal space below a threshold between 0 and 200 ° C, or even negative temperatures. The stopping of the electric fan then causes the stopping of the ventilation of the air contained in the internal space, and no longer cools the clutch, thus allowing a faster rise in temperature of the clutch, and therefore avoid cases of limitation of the transmission of torque by a phenomenon of cold slip of the friction disc. Conversely, the actuation of the electric fan will allow optimal cooling of the clutch because this fan, being on the internal face of the clutch housing, is as close as possible to the parts to be cooled, namely the flywheel, the friction disc, or the cover containing the pressure plate.
Un autre avantage réside dans le fait que ce ventilateur électrique est entièrement intégré dans l’espace interne du carter d’embrayage. De fait, il n’y a pas de problème d’intégration de ce ventilateur dans un environnement extérieur exigu du carter d’embrayage, comme par exemple un compartiment moteur d’un véhicule, ni besoin de conduites d’air encombrantes entre le ventilateur et une zone de captage de l’air.Another advantage is that this electric fan is fully integrated into the internal space of the clutch housing. In fact, there is no problem of integration of this fan in a cramped external environment of the clutch housing, such as for example a vehicle engine compartment, nor need for bulky air ducts between the fan and an air capture area.
On comprendra dans tout le texte de ce document le terme amont, comme une position relative à un sens de circulation de l’air allant de l’espace interne vers l’extérieur du carter d’embrayage en passant par les ouvertures périphériques. Ainsi, le ventilateur centrifuge électrique se situe dans l’espace interne et sur la face interne et sur le trajet de l’air qui est en amont des ouvertures. Le ventilateur peut donc être en regard des ouvertures, ou axialement décalé mais en restant dans l’espace interne et sur la face interne.The term upstream will be understood throughout the text of this document as a position relating to a direction of air circulation going from the internal space towards the outside of the clutch housing passing through the peripheral openings. Thus, the electric centrifugal fan is located in the internal space and on the internal face and on the air path which is upstream of the openings. The fan can therefore be opposite the openings, or axially offset but remaining in the internal space and on the internal face.
On comprendra dans tout le texte de ce document par espace interne du carter d’embrayage, tout le volume contenu par une peau extérieure de ce carter d’embrayage en fermant des ouvertures du carter d’embrayage par des surfaces rectilignes fictives de la peau extérieure.It will be understood throughout the text of this document by internal space of the clutch housing, all the volume contained by an outer skin of this clutch housing by closing openings of the clutch housing by fictitious rectilinear surfaces of the outer skin. .
Selon un mode de réalisation, le carter d’embrayage comprend une gorge périphérique dans la face interne, et le fond de la gorge débouche dans les ouvertures périphériques de sortie, et le ventilateur centrifuge comporte un rotor annulaire guidé par la gorge périphérique.According to one embodiment, the clutch housing comprises a peripheral groove in the internal face, and the bottom of the groove opens into the peripheral outlet openings, and the centrifugal fan comprises an annular rotor guided by the peripheral groove.
En effet, le fond de la gorge périphérique débouchant dans les ouvertures périphériques de sortie, facilite le passage d’un flux d’air de l’espace interne vers et à travers les ouvertures de sortie, ce flux d’air étant provoqué par l’action du rotor annulaire du ventilateur électrique, et donc facilite le refroidissement de l’embrayage. De plus, le guidage du rotor annulaire dans cette gorge permet non seulement d’optimiser le rendement de ventilation du rotor en le maintenant proche des ouvertures périphériques de sortie, mais réalise aussi un canal de guidage de l’air entre le rotor et la gorge, permettant de collecter le flux d’air.Indeed, the bottom of the peripheral groove opening into the peripheral outlet openings, facilitates the passage of an air flow from the internal space to and through the outlet openings, this air flow being caused by the action of the annular rotor of the electric fan, and therefore facilitates the cooling of the clutch. In addition, guiding the annular rotor in this groove not only optimizes the ventilation efficiency of the rotor by keeping it close to the peripheral outlet openings, but also provides an air guide channel between the rotor and the groove. , allowing to collect the air flow.
En outre, la gorge permet d’intégrer une partie du rotor dans l’épaisseur du carter d’embrayage, ce qui autorise plus facilement l’implantation du rotor au droit du volant moteur, du couvercle, ou du disque de friction. En effet, l’espace contenu entre la face interne et la périphérie du volant moteur, du couvercle ou du disque de friction, sont des espaces très exigus.In addition, the groove makes it possible to integrate a part of the rotor into the thickness of the clutch housing, which more easily allows the implantation of the rotor in line with the flywheel, the cover, or the friction disc. Indeed, the space contained between the internal face and the periphery of the flywheel, of the cover or of the friction disc, are very small spaces.
Selon un mode de réalisation, le carter d’embrayage comprend une ouverture de passage du volant moteur, la gorge périphérique comprend un flanc d’ouverture et un flanc de carter, le flanc d’ouverture étant le plus proche de l’ouverture de passage du volant moteur, le flanc d’ouverture étant un anneau rapporté et fixé sur le carter d’embrayage, et le flanc de carter étant formé par au moins une partie du carter d’embrayage.According to one embodiment, the clutch housing comprises an opening for the passage of the flywheel, the peripheral groove comprises an opening flank and a housing flank, the opening flank being closest to the passage opening of the flywheel, the opening flank being an attached ring fixed to the clutch housing, and the crankcase flank being formed by at least part of the clutch housing.
En effet, pour faciliter le montage du rotor dans le carter d’embrayage, il est avantageux que le flanc d’ouverture soit démontable.Indeed, to facilitate mounting of the rotor in the clutch housing, it is advantageous for the opening flank to be removable.
Selon un mode de réalisation, l’anneau rapporté est un stator du ventilateur centrifuge portant des bobines d’inducteur.According to one embodiment, the attached ring is a stator of the centrifugal fan carrying inductor coils.
Selon un mode de réalisation, le rotor est polarisé et traversé radialement par des canaux de centrifugation d’air de l’espace interne.According to one embodiment, the rotor is polarized and traversed radially by air centrifugation channels of the internal space.
En effet, cette réalisation a pour avantage d’être simple, et compacte, et permet au rotor de réaliser la centrifugation de l’air pour provoquer le flux d’air.Indeed, this embodiment has the advantage of being simple, and compact, and allows the rotor to perform the centrifugation of air to cause the air flow.
Selon un mode de réalisation, la polarisation est faite par des aimants permanents du rotor.According to one embodiment, the polarization is made by permanent magnets of the rotor.
Selon un mode de réalisation, le diamètre intérieur du rotor annulaire est supérieur au diamètre du volant moteur ou du couvercle.According to one embodiment, the internal diameter of the annular rotor is greater than the diameter of the flywheel or of the cover.
En effet, pour des raisons de facilité de montage, le couvercle ou le volant moteur, selon que le rotor est respectivement au droit du couvercle ou du volant moteur, doit pouvoir traverser le rotor sans le toucher, lors du montage du carter d’embrayage sur le moteur. D’une façon générale, le diamètre du couvercle est inférieur au diamètre du volant moteur. Mais, bien entendu, si le diamètre du couvercle est supérieur au diamètre du volant moteur, le diamètre interne du rotor doit être supérieur au diamètre le plus grand, le diamètre du couvercle, même s’il est placé au droit du volant moteur.Indeed, for reasons of ease of assembly, the cover or the flywheel, depending on whether the rotor is respectively to the right of the cover or of the flywheel, must be able to pass through the rotor without touching it, during the mounting of the clutch housing. on the engine. Generally, the diameter of the cover is less than the diameter of the flywheel. But, of course, if the diameter of the cover is greater than the diameter of the flywheel, the internal diameter of the rotor must be greater than the largest diameter, the diameter of the cover, even if it is placed to the right of the flywheel.
Selon un mode de réalisation, la gorge est lubrifiée.According to one embodiment, the groove is lubricated.
Selon une variante de réalisation, le rotor annulaire est monté sur roulements.According to an alternative embodiment, the annular rotor is mounted on bearings.
L’invention porte également sur un véhicule comprenant un embrayage tel que précédemment décrit.The invention also relates to a vehicle comprising a clutch as described above.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description et des dessins non limitatifs parmi lesquels :Other characteristics and advantages of the present invention will be better understood with the aid of the description and non-limiting drawings, among which:
- la figure 1 est une vue en coupe très schématique d’un embrayage selon un mode de réalisation de l’invention.- Figure 1 is a very schematic sectional view of a clutch according to an embodiment of the invention.
- la figure 2 est une vue en coupe et en perspective d’un carter d’embrayage seul selon un mode de réalisation de l’invention.- Figure 2 is a sectional and perspective view of a clutch housing alone according to an embodiment of the invention.
- la figure 3 est une vue en perspective d’un rotor seul selon un mode de réalisation de l’invention.- Figure 3 is a perspective view of a single rotor according to an embodiment of the invention.
La figure 1 représente schématiquement en coupe un embrayage EM selon un mode de réalisation de l’invention, comprenant un carter d’embrayage CE logeant dans son espace interne :FIG. 1 schematically shows in section an EM clutch according to an embodiment of the invention, comprising a CE clutch housing housed in its internal space:
- un volant moteur VM, qui par exemple est solidarisé à un arbre AM d’un moteur thermique, et qui peut être un volant simple ou double,- a VM flywheel, which for example is secured to an AM shaft of a heat engine, and which can be a single or double flywheel,
- au moins un disque de friction DF qui, par exemple, est couplé à un arbre primaire d’une boîte de vitesses (non représenté) par des cannelures autorisant seulement une translation du disque de friction DF le long de l’arbre primaire,- at least one friction disc DF which, for example, is coupled to a primary shaft of a gearbox (not shown) by splines allowing only a translation of the friction disc DF along the primary shaft,
- et un mécanisme de pression MP comportant au moins un plateau de pression PP qui plaque le disque de friction DF contre le volant moteur VM, un couvercle CV solidarisé fixement au volant moteur VM et logeant le plateau de pression PP, le carter d’embrayage CE ayant des ouvertures périphériques OP de sortie d’air de l’espace interne au droit du volant moteur, ou du disque de friction, ou encore du couvercle.- And a pressure mechanism MP comprising at least one pressure plate PP which presses the friction disc DF against the flywheel VM, a cover CV fixedly fixed to the flywheel VM and housing the pressure plate PP, the clutch housing CE having peripheral openings OP for air outlet from the internal space to the right of the flywheel, or of the friction disc, or of the cover.
Le carter d’embrayage CE loge en outre, sur une face interne Fl du carter d’embrayage CE et sur le trajet de l’air en amont des ouvertures périphériques OP, un ventilateur centrifuge électrique VCE.The clutch housing CE also houses, on an internal face F1 of the clutch housing CE and on the air path upstream of the peripheral openings OP, an electric centrifugal fan VCE.
Le carter d’embrayage CE comprend une gorge périphérique GP dans la face interne Fl, le fond de la gorge GP débouche dans les ouvertures de sortie OP, et le ventilateur centrifuge VCE comporte un rotor annulaire RA guidé par la gorge périphérique GP.The clutch housing CE comprises a peripheral groove GP in the internal face F1, the bottom of the groove GP opens into the outlet openings OP, and the centrifugal fan VCE comprises an annular rotor RA guided by the peripheral groove GP.
Le carter d’embrayage CE comprend une ouverture de passage du volant moteur VM. Cette ouverture de passage permet le montage du volant moteur VM, du disque de friction DF, et du mécanisme de pression MP dans le carter d’embrayage CE, le diamètre du volant moteur VM étant généralement le plus grand diamètre de ces trois éléments. La gorge périphérique GP comprend un flanc d’ouverture FLO et un flanc de carter FLC, le flanc d’ouverture FLO étant le flanc le plus proche de l’ouverture de passage du volant moteur VM. Le flanc d’ouverture FLO est un anneau AN rapporté et fixé sur le carter d’embrayage CE, et le flanc de carter FLC est formé par au moins une partie du carter d’embrayage CE. L’anneau AN rapporté est fixé sur le carter d’embrayage CE par exemple, avec des vis VI. Cet anneau AN peut servir avantageusement à supporter les fixations du carter d’embrayage CE à un carter du moteur. Il fait alors l’interface entre le carter d’embrayage CE et le moteur et est spécifique à chaque moteur, permettant alors d’avoir un carter d’embrayage CE standard, c’est-à-dire commun à au moins deux types de moteurs différents présentant des interfaces de fixation différents. En variante, cet anneau AN supporte également l’interface avec des accessoires du moteur et/ou de la boîte de vitesses, comme un moteur électrique de traction pour les véhicules hybrides.The CE clutch housing includes a VM flywheel passage opening. This passage opening makes it possible to mount the flywheel VM, the friction disc DF, and the pressure mechanism MP in the clutch housing CE, the diameter of the flywheel VM generally being the largest of these three elements. The peripheral groove GP comprises an opening flank FLO and a housing flank FLC, the opening flank FLO being the flank closest to the passage opening of the flywheel VM. The opening flank FLO is a ring AN attached and fixed to the clutch housing CE, and the crankcase FLC is formed by at least part of the clutch housing CE. The attached AN ring is fixed to the clutch housing CE for example, with VI screws. This AN ring can advantageously be used to support the fastenings of the clutch housing CE to an engine housing. It then forms the interface between the CE clutch housing and the engine and is specific to each engine, thus making it possible to have a standard CE clutch housing, that is to say common to at least two types of different motors with different mounting interfaces. As a variant, this AN ring also supports the interface with engine and / or gearbox accessories, such as an electric traction motor for hybrid vehicles.
L’assemblage par vis VI permet le montage du rotor RA dans la gorge GP même si le rotor RA est entièrement assemblé avant son introduction dans la gorge GP. Ces vis VI permettent également un démontage facilité pour l’accès à une maintenance du rotor RA et/ou de l’anneau AN.The VI screw assembly allows the RA rotor to be mounted in the GP groove even if the RA rotor is fully assembled before its introduction into the GP groove. These VI screws also allow easy disassembly for access to maintenance of the RA rotor and / or of the AN ring.
L’anneau AN rapporté est un stator du ventilateur centrifuge VCE et porte une pluralité de bobines d’inducteur Bl, dont le champ magnétique est axial.The attached AN ring is a stator of the VCE centrifugal fan and carries a plurality of inductor coils B1, the magnetic field of which is axial.
Le rotor est polarisé et traversé radialement par des canaux de centrifugation CC d’air de l’espace interne. Ces canaux de centrifugation CC sont angulairement régulièrement répartis dans le rotor RA autour de l’axe de rotation du rotor RA, laissant entre deux canaux CC successifs la place de loger des aimants permanents formant la polarisation du rotor RA. En variante, on peut envisager d’autres moyens de centrifugation de l’air, comme des aubes ou des pales, mais qui ont comme inconvénient d’être moins compactes. La section des canaux CC est préférentiellement rectangulaire et de section croissante en s’éloignant du centre du rotor RA, pour une facilité de réalisation des aimants permanents qui forment alors deux faces opposées du canal à section rectangulaire. En variante, un canal CC traverse la pleine matière d’un aimant permanent.The rotor is polarized and traversed radially by DC centrifugal channels of air from the internal space. These centrifuge channels CC are angularly regularly distributed in the rotor RA around the axis of rotation of the rotor RA, leaving between two successive channels CC the place of accommodating permanent magnets forming the polarization of the rotor RA. As a variant, it is possible to envisage other means of centrifuging the air, such as blades or blades, but which have the disadvantage of being less compact. The section of the channels CC is preferably rectangular and of increasing section away from the center of the rotor RA, for ease of making the permanent magnets which then form two opposite faces of the channel of rectangular section. Alternatively, a CC channel passes through the solid material of a permanent magnet.
Dans l’exemple de la figure 1, le ventilateur centrifuge VCE est un moteur électrique à flux magnétique axial, l’axe étant ici l’axe de rotation du volant moteur VM. Il est schématisé par le stator qui est l’anneau AN rapporté, muni d'au moins une partie réalisée en un matériau ferromagnétique, qui supporte la pluralité de bobines Bl fixées à des distances angulaires de manière à être espacées les unes des autres autour de l’axe de rotation du volant moteur VM. Le ventilateur centrifuge VCE est schématisé également par le rotor RA faisant face au stator AN, le rotor RA étant muni de la pluralité d'aimants permanents fixés à des distances angulaires de manière à être espacés les uns des autres et agencés sur un plan perpendiculaire à l’axe de rotation du volant moteur VM ; et présente alternativement un pôle nord et un pôle sud. La commutation des champs magnétiques des bobines Bl peut être réalisée par un circuit électronique dédié, protégé dans un boîtier fixé au carter d’embrayage CE.In the example of FIG. 1, the centrifugal fan VCE is an electric motor with axial magnetic flux, the axis here being the axis of rotation of the flywheel VM. It is shown diagrammatically by the stator which is the attached ring AN, provided with at least one part made of a ferromagnetic material, which supports the plurality of coils Bl fixed at angular distances so as to be spaced from one another around the axis of rotation of the VM flywheel. The centrifugal fan VCE is also shown diagrammatically by the rotor RA facing the stator AN, the rotor RA being provided with the plurality of permanent magnets fixed at angular distances so as to be spaced from each other and arranged on a plane perpendicular to the axis of rotation of the VM flywheel; and alternately has a north pole and a south pole. The switching of the magnetic fields of the coils B1 can be carried out by a dedicated electronic circuit, protected in a housing fixed to the clutch housing CE.
La figure 1 montre le diamètre intérieur du rotor annulaire RA supérieur au diamètre du volant moteur VM. En effet, lors de l’assemblage du carter d’embrayage CE sur le carter du moteur, les pièces de l’embrayage EM liées en rotation avec l’arbre moteur AM comme le volant moteur VM, le couvercle CV, le mécanisme de pression MP ou le plateau de pression PP, sont amenées à traverser le rotor RA selon la position axiale du rotor RA. Dans l’exemple de la figure 1, étant donné que le rotor RA, lorsque le carter d’embrayage CE est assemblé sur le carter du moteur, est au droit du volant moteur VM, toutes les pièces liées en rotation avec l’axe moteur AM sont amenées à traverser le rotor RA. En général, le diamètre du volant moteur VM est le plus grand de toutes les pièces de l’embrayage, de sorte que si le diamètre intérieur du rotor RA est plus grand que le diamètre du volant moteur VM, le montage est assuré. Bien entendu, lorsque, comme sur la figure 1 le rotor RA est au droit du volant moteur VM, le diamètre intérieur du rotor est supérieur au plus grand des diamètres entre le volant moteur VM, le couvercle CV, le plateau de pression PP ou le disque de friction DF.Figure 1 shows the inner diameter of the annular rotor RA greater than the diameter of the flywheel VM. Indeed, when assembling the clutch housing CE on the engine housing, the clutch parts EM linked in rotation with the engine shaft AM such as the flywheel VM, the cover CV, the pressure mechanism MP or the pressure plate PP, are brought to pass through the rotor RA according to the axial position of the rotor RA. In the example of FIG. 1, given that the rotor RA, when the clutch housing CE is assembled on the engine housing, is in line with the flywheel VM, all the parts linked in rotation with the engine axis AM are brought through the rotor RA. In general, the diameter of the VM flywheel is the largest of all the parts of the clutch, so that if the inner diameter of the RA rotor is larger than the diameter of the VM flywheel, mounting is assured. Of course, when, as in FIG. 1, the rotor RA is in line with the flywheel VM, the internal diameter of the rotor is greater than the largest of the diameters between the flywheel VM, the cover CV, the pressure plate PP or the friction disc DF.
La figure 1 montre le rotor annulaire RA monté sur roulements RR. Ces roulements, un sur chaque côté du rotor RA, font l’objet d’un montage en O ou en X. Mais, en variante, le rotor RA étant un rotor équilibré, les efforts radiaux sont nuis et l’on peut envisager de simples butées à billes. Avantageusement, ces roulements seront amagnétiques pour ne pas perturber le champ magnétique de l’entrefer entre le rotor RA et le stator AN. Avantageusement encore, le roulement RA du coté de l’entrefer, c’est-à-dire du coté du flanc d’ouverture FLO, a un diamètre intérieur suffisamment grand pour être en dehors de l’entrefer.Figure 1 shows the annular rotor RA mounted on RR bearings. These bearings, one on each side of the RA rotor, are mounted in an O or X shape. However, as a variant, the RA rotor being a balanced rotor, the radial forces are harmful and it is possible to envisage simple thrust ball bearings. Advantageously, these bearings will be non-magnetic so as not to disturb the magnetic field of the air gap between the rotor RA and the stator AN. Advantageously still, the bearing RA on the side of the air gap, that is to say on the side of the opening flank FLO, has an internal diameter large enough to be outside the air gap.
En variante, non représentée, ces roulements sont deux roulements à aiguilles situés sur le fond de la gorge GP, de chaque côté du fond de la gorge GP, de façon à ne pas obstruer les ouvertures périphériques OP. Cette configuration offre pour avantage d’autoriser un entrefer optimal entre le rotor RA et le stator AN.As a variant, not shown, these bearings are two needle bearings situated on the bottom of the groove GP, on each side of the bottom of the groove GP, so as not to obstruct the peripheral openings OP. This configuration has the advantage of allowing an optimal air gap between the rotor RA and the stator AN.
En variante, non représentée, la gorge GP est lubrifiée. Cette lubrification est réalisée de préférence par des bagues auto-lubrifiées solidaires du carter d’embrayage CE. On peut au moins placer une bague auto-lubrifiée sur toute la périphérie du fond de la gorge (GP), cette bague étant alors dotée d’ouvertures en correspondance avec les ouvertures périphériques OP. En variante, cette bague peut être scindée en deux bagues, les ouvertures périphériques débouchant entre les deux bagues. Cette bague autolubrifiante peut être complétée par des anneaux autolubrifiants sur les flanc de carter FLC et/ou flanc d’ouverture FLO.Alternatively, not shown, the groove GP is lubricated. This lubrication is preferably carried out by self-lubricated rings integral with the CE clutch housing. We can at least place a self-lubricated ring on the entire periphery of the bottom of the groove (GP), this ring then being provided with openings corresponding to the peripheral openings OP. Alternatively, this ring can be split into two rings, the peripheral openings opening between the two rings. This self-lubricating ring can be completed by self-lubricating rings on the FLC housing flank and / or FLO opening flank.
En variante encore, non représentée, on peut avoir une combinaison entre ces roulements et ces bagues et/ou anneaux autolubrifiants.In another variant, not shown, there can be a combination between these bearings and these self-lubricating rings and / or rings.
La figure 2 représente une coupe du carter d’embrayage CE (à gauche) et une vue en perspective du carter d’embrayage CE seul (à droite). Y est représentée la gorge périphérique GP. On voit qu’elle est réalisée dans l’épaisseur du carter d’embrayage CE, c’est une solution très compacte pour l’intégration du rotor RA dans l’espace interne. En variante, la gorge est aménagée dans une surépaisseur de la paroi du carter d’embrayage CE. On notera que ce carter d’embrayage CE est ici classiquement réalisé en aluminium, matériau amagnétique.Figure 2 shows a section through the CE clutch housing (left) and a perspective view of the CE clutch housing alone (right). Y is represented the peripheral groove GP. We see that it is made in the thickness of the CE clutch housing, it is a very compact solution for the integration of the RA rotor in the internal space. As a variant, the groove is arranged in an extra thickness of the wall of the clutch housing CE. Note that this CE clutch housing is here conventionally made of aluminum, a non-magnetic material.
La figure 2 montre surtout que la gorge GP n’est pas continue. En effet, elle est par exemple interrompue par un évidement du carter d’embrayage CE, évidement servant par exemple au passage de la tête d’un démarreur ou d’une machine électrique du moteur thermique. Le guidage du rotor RA est cependant assuré par la gorge GP dans les autres parties du carter d’embrayage CE non évidées, et est suffisant. Lorsque le volant moteur VM est équipé d’une couronne de démarrage, on veille à ce que le rotor RA ne soit pas en interférence mécanique avec le démarreur, par exemple en positionnant le rotor RA au droit du couvercle CV, ou suffisamment éloigné de la couronne de démarrage.Figure 2 shows above all that the GP groove is not continuous. Indeed, it is for example interrupted by a recess in the clutch housing CE, a recess serving for example for the passage of the head of a starter or of an electric machine of the heat engine. The RA rotor is however guided by the groove GP in the other parts of the clutch housing CE which are not hollowed out, and is sufficient. When the VM flywheel is fitted with a starter ring, care is taken to ensure that the rotor RA is not in mechanical interference with the starter, for example by positioning the rotor RA to the right of the cover CV, or sufficiently distant from the start-up crown.
La figure 3 représente une vue du rotor RA avec 12 canaux de centrifugation CC. Ces canaux de centrifugation CC peuvent être d’un nombre entre 2 et 30 en fonction de l’application, et sont radialement régulièrement répartis dans le rotor RA. Cette répartition est conservée pour les variantes avec les aubes ou les pales.FIG. 3 represents a view of the rotor RA with 12 centrifuge channels CC. These centrifuge channels CC can be of a number between 2 and 30 depending on the application, and are radially regularly distributed in the rotor RA. This distribution is kept for the variants with the blades or the blades.
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| GB2501016A (en) * | 2010-11-17 | 2013-10-09 | Ricardo Uk Ltd | Cooling of a magnetic coupling of a flywheel |
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2016
- 2016-11-04 FR FR1660683A patent/FR3058487B1/en active Active
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