FR3069198A1 - Dispositif d'entrainement de roues presentant une capacite amelioree de freinage hydrostatique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'entraînement des roues d'un véhicule, notamment d'une machine agricole, comportant au moins une pompe (1) configurée pour convertir une puissance mécanique en puissance hydraulique, une conduite amont (2) reliant la pompe (1) à un premier moteur hydraulique (31) configuré pour convertir cette puissance hydraulique et la transmettre à au moins une roue ou un essieu, une conduite intermédiaire (32) reliant le premier moteur hydraulique (31) à un deuxième moteur hydraulique (33) entraînant une deuxième roue ou essieu, et une conduite aval (6) reliant le deuxième moteur hydraulique (33) à la pompe (1), caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement comporte en outre, monté en parallèle du deuxième moteur (33), une boucle de gavage (9) comportant un réducteur de pression (8) et une clapet anti retour (10), configurés pour injecter en amont du deuxième moteur (33) une portion de son débit d'échappement.

Description

DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT DE ROUES PRESENTANT UNE CAPACITE AMELIOREE DE FREINAGE HYDROSTATIQUE DOMAINE TECHNIQUE GÉNÉRAL ET ART ANTÉRIEUR

L'invention concerne de manière générale les transmissions hydrauliques pour véhicules ou machines, notamment pour machines agricoles, et plus particulièrement les dispositifs hydrauliques d'entraînement des roues ou des essieux. Des domaines d'application de l'invention sont par exemple les tracteurs enjambeurs.

Généralement, un circuit fluidique de transmission de puissance comporte une pompe transmettant une puissance mécanique à un fluide en circulation dans un réseau de conduites, le fluide transmettant sa puissance à des moteurs entraînant généralement une roue respective ou un essieu respectif.

Dans le domaine des machines agricoles, certaines applications utilisent des circuits fluidiques pour transmettre la puissance fournie par les moteurs aux roues. C'est notamment le cas pour les tracteurs enjambeurs équipés de deux essieux, qui sont classiquement équipés d'un circuit hydraulique comportant une pompe alimentant en premier les moteurs respectifs des roues arrière, les moteurs arrière alimentant à leur tour les moteurs respectifs avant placés en série.

L'avantage de réaliser un tel entraînement en série des moteurs avant et arrière réside dans le fait qu'il procure un effet de blocage de différentiel entre les roues avant et arrière, permettant ainsi d'éviter le patinage lors de l'utilisation en terrain difficile.

Le circuit comporte également un diviseur de débit entre les boucles droite et gauche, afin d'assurer un blocage de différentiel entre les côtés droit et gauche du véhicule.

Pour ce type d'application les moteurs sont du type à multicylindrées distinctes par exemple 2 ou 3 cylindrées. Dans un mode de fonctionnement dit « champs » les moteurs sont à leur plus grande cylindrée (besoin de couple élevé et vitesse relativement faible) et dans un mode « route » les moteurs sont à leur plus petite cylindrée (besoin de moins de couple et vitesse relativement plus élevée).

Lors du fonctionnement sur route, les cylindrées actives des moteurs sont réduites afin de réduire le débit nécessaire à l'entraînement du véhicule, notamment en raison d'un besoin en puissance inférieur pour entraîner le véhicule, et pour conserver une pompe de cylindrée la plus faible possible (pour des raisons de coût et d'encombrement).

Cette diminution de cylindrée active des moteurs entraîne cependant une limitation du couple de freinage hydrostatique, qui fournit l'effort de freinage du véhicule.

Selon les règlementations en vigueur, les concepteurs de véhicules doivent prévoir plusieurs modes et moyens de freinage : un freinage principal, un freinage secondaire et un freinage de parking.

Le freinage principal peut être réalisé par la transmission hydrostatique, sous réserve d'obtenir la décélération minimum requise.

Le freinage secondaire peut être réalisé par l'utilisation des freins de parking, avec ou sans modulation selon que, lors de l'utilisation, le conducteur puisse conserver la trajectoire du véhicule.

Concernant le frein de parking, il est en général de type multidisques à commande négative, relâché par l'application d'une pression de fluide et appliqué au repos par un ressort.

Le freinage secondaire doit généralement permettre une décélération de l,5m/s² pour des véhicules lents (typiquement dont la vitesse par construction est limitée à 30km/h).

Le freinage de parking doit généralement permettre une immobilisation sur une pente de 18%.

La législation en Europe impose une décélération minimale de 3,55 m/s² à respecter pour les systèmes de freinage principaux des véhicules lents, (typiquement dont la vitesse par construction est limitée à 30km/h), par exemple les engins de type tracteur enjambeur. Cependant un tel niveau de décélération ne peut pas être atteint par les systèmes actuels de transmission hydrostatique.

En l'état actuel l'homme de l'art est donc contraint d'ajouter un système de frein additionnel, par exemple un frein à friction, ou de surdimensionner les composants hydrauliques du système, c'est à dire d'utiliser un ensemble de moteurs et de pompe de cylindrée plus important que requis pour la fonction de traction.

PRÉSENTATION GÉNÉRALE DE L'INVENTION

Un but de l'invention est d'augmenter la capacité de freinage du système de freinage principal du véhicule.

Un autre but de l'invention est de limiter le risque de survitesse de la pompe et du moteur thermique lors du freinage.

Un autre but de l'invention est de limiter la cylindrée active sur route.

Un autre but de l'invention est d'éviter de faire appel à un système auxiliaire, comme des disques de friction.

Selon un premier aspect, l'invention propose un dispositif d'entraînement des roues d'un véhicule, notamment d'une machine agricole, comportant au moins une pompe configurée pour convertir une puissance mécanique en puissance hydraulique, une conduite amont reliant la pompe à un premier moteur hydraulique configuré pour convertir cette puissance hydraulique et la transmettre à au moins une roue ou un essieu, une conduite intermédiaire reliant le premier moteur hydraulique à un deuxième moteur hydraulique entraînant une deuxième roue ou essieu, et une conduite aval reliant le deuxième moteur hydraulique à la pompe, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement comporte en outre, monté en parallèle de l'un des moteurs, de préférence du deuxième moteur, une boucle de recirculation comportant un réducteur de pression et une clapet anti retour, configurés pour injecter en amont de ce moteur une portion de son débit d'échappement.

Un tel dispositif est avantageusement complété par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :

il comporte deux montages parallèles s'étendant entre un diviseur de débit et un point de confluence, chacun des montages comportant un moteur arrière, une conduite intermédiaire et un moteur avant reliés en série;

la boucle de recirculation s'étend entre la conduite aval, située en aval du point de confluence, et chacune des conduites intermédiaires, et comprend le réducteur de pression débouchant sur deux conduites, chacune comportant une clapet anti-retour, débouchant respectivement sur les conduites intermédiaires ;

au moins un des moteurs présente une cylindrée variable ;

il comporte un pressostat dans la conduite aval, configuré pour déclencher la variation de la cylindrée active d'un moteur à cylindrée variable lorsque le niveau de pression dans la conduite aval atteint un certain seuil, permettant d'augmenter le flux admissible par ledit moteur ;

le seuil de pression déclenchant l'activation du réducteur de pression est compris entre 110% et 600% ou plus de la pression de fonctionnement en mode traction marche avant (cette pression étant la pression de gavage ou d'échange du circuit, soit une valeur de l'ordre de 20 à 30 bars environ) du dispositif, de préférence entre 110% et 150%, par exemple 125% ;

l'augmentation de débit dans les moteurs associés à la boucle de recirculation, de préférence les moteurs avant, est opérée par mise en service d'une cylindrée additionnelle et représente une multiplication du débit de fonctionnement normal par un facteur compris entre 1,5 et 6, de préférence entre 1,5 et 3, par exemple 2.

Selon un autre aspect, l'invention propose un véhicule, notamment une machine agricole, comportant un tel dispositif d'entraînement.

L'invention concerne également un procédé de commande de l'entraînement des roues d'un véhicule, notamment d'une machine agricole, comportant au moins une pompe configurée pour alimenter un premier moteur hydraulique associé à au moins une roue ou un essieu arrière, et un deuxième moteur hydraulique connecté en série du premier moteur et associé à une deuxième roue ou essieu avant, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes qui consistent à :

. détecter une situation de freinage et . lors d'une telle détection de freinage, augmenter la cylindrée active du moteur avant et piloter une recirculation d'huile dans une boucle de recirculation placée en parallèle du moteur avant pour injecter en amont de ce moteur une portion de son débit d'échappement.

La détection de freinage peut se faire par la détection d'une pression supérieure à un seuil dans la ligne reliant le moteur, qui augmente son débit, à la pompe.

A titre de variante la détection de freinage peut s'effectuer à partir d'au moins un des critères suivants :

- Actionnement d'un bouton ou levier (commodo),

- Position seuil d'une pédale ou d'un joystick,

- Signal de décélération issu d'un accéléromètre, inclinomètre,

- Critère de vitesse,

- Critère de survitesse du moteur thermique,

- Signal issu d'un GPS ou d'un radar de sol.

L'augmentation de cylindrée active du moteur se fait par le pilotage d'un tiroir de sélection de cylindrée d'un moteur ayant au moins deux cylindrées actives distinctes.

PRÉSENTATION DES FIGURES

D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des figures annexées sur lesquelles

- la figure 1 est une représentation schématique d'un circuit d'une transmission hydrostatique conforme à l'invention ;

- La figure 2 est une représentation schématique d'un deuxième mode de réalisation d'un circuit d'une transmission hydrostatique conforme à l'invention ;

- la figure 3 est une représentation schématique plus détaillée du deuxième mode de réalisation d'un circuit de transmission hydrostatique conforme à l'invention, illustrant la structure générale de moteurs à multicylindrées associés à des sélecteurs de changement de cylindrée ;

- les figures 4 et 5 sont des représentations schématiques, respectivement selon une vue en coupe transversale et une vue en coupe longitudinale, de moteurs à pistons radiaux utilisés de préférence dans le cadre de la présente invention.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

Les modes de réalisation décrits ci-après concernent plus particulièrement le cas d'un entraînement par boucle hydraulique des roues d'un véhicule ou machine agricole, par exemple un tracteur enjambeur. Ceci n'est cependant pas limitatif, dans la mesure où l'invention trouve son application dans tout type de véhicule, notamment un véhicule de chantier ou une machine industrielle.

Dans la suite de la description, les termes d'amont et d'aval sont relatifs au sens de circulation du fluide dans le circuit lors de la marche avant du véhicule.

L'invention réside sur le concept d'adjonction d'une ligne de recirculation équipée d'un clapet de surpression (réducteur de pression) en parallèle d'un moteur, typiquement un moteur avant, et de piloter la cylindrée des moteurs de manière différenciée entre l'avant et l'arrière.

Lorsque la machine fonctionne en traction, cette ligne de recirculation reste fermée et les moteurs sont de même cylindrée (par exemple la plus petite cylindrée correspondant à un mode « route »).

Lorsque le conducteur souhaite freiner et sélectionne donc un mode frein (ou plus simplement réduit la cylindrée de pompe qui doit réduire la vitesse du véhicule), la pression monte au niveau de l'entrée de la pompe.

Lorsque la pression au niveau de l'entrée de la pompe dépasse ainsi un certain seuil, on pilote le changement de cylindrée du moteur associé à la ligne de recirculation, typiquement le moteur avant, vers une cylindrée plus importante. Ce moteur ayant besoin de plus de débit pour tourner à la même vitesse que le moteur complémentaire placé en série, typiquement le moteur arrière, une dépression se crée dans la ligne série et de l'huile circule dans la ligne de recirculation. Le moteur précité ayant une cylindrée plus importante, le couple de freinage sur ce moteur devient plus important, sans que pour autant il ne soit nécessaire d'augmenter le débit de la pompe et par conséquent de modifier la commande des moyens d'entrainement de la pompe, par exemple de modifier la vitesse d'un moteur thermique entraînant la pompe.

Les moteurs utilisés sont de préférence des moteurs à plusieurs cylindrées distinctes. Il peut s'agir de moteurs à deux cylindrées : par exemple une petite cylindrée à moitié d'une grande cylindrée. Il peut s'agir aussi de moteurs à 3 cylindrées permettant respectivement une sélection de cylindrée à 1/3, 2/3 ou 1 de la cylindrée maximale.

En référence à la figure 1, le dispositif d'entraînement des roues comporte une pompe 1, typiquement entraînée en rotation par un moteur thermique, une conduite amont 2 s'étendant entre la pompe 1 et un moteur arrière 31, une conduite intermédiaire 32 s'étendant du moteur arrière 31 à un moteur avant 33, une conduite aval 6 s'étendant du moteur avant 33 à la pompe 1.

Afin de permettre au moteur 33 d'augmenter son débit admissible, le moteur avant 33 présente plusieurs cylindrées actives de fonctionnement, typiquement pilotées par un tiroir de sélection de cylindrée, (par exemple un mode « champs » où la cylindrée maximum est utilisée et un mode « route » où le moteur fonctionne à une cylindrée inférieure à sa cylindrée maximum, par exemple à la moitié de sa cylindrée maximale).

La conduite aval 6 est équipée d'un capteur de pression 7, permettant de piloter le changement de cylindrée du moteur avant 33.

Lorsque la pression augmente en aval du moteur avant 33 jusqu'à atteindre un certain seuil, typiquement dans une situation de freinage, la cylindrée du moteur avant 33 est augmentée de manière à augmenter le couple de freinage.

Lorsque cette pression en aval du moteur avant 33 redescend jusqu'à atteindre un autre seuil, la cylindrée du moteur avant 33 est réduite à son niveau initial utilisé en mode traction. Ces deux seuils forment une hystérésis permettant la stabilité du système, en effet le niveau de pression de freinage est lié à la cylindrée participant effectivement au freinage.

L'augmentation de la cylindrée effective en freinage à partir d'un seuil défini, provoque la variation de la pression de freinage (qui diminue alors que la cylindrée augmente). Afin d'éviter tout risque d'instabilité sur les conditions de réduction de cylindrée, le seuil de pression permettant le retour en petite cylindrée est défini bien en dessous du seuil d'augmentation de la cylindrée.

Une boucle de recirculation ou gavage 9 s'étend entre la conduite aval 6 et la conduite intermédiaire 32, et comporte d'amont en aval dans le sens de la circulation du fluide de la conduite aval 6 vers la conduite intermédiaire 32, en son sein un réducteur de pression 8 et une clapet anti-retour 10.

La clapet anti-retour 10 assure que le fluide passant par la boucle de recirculation 9 provienne de la conduite aval 6 vers la conduite intermédiaire 32.

Dans le mode de fonctionnement moteur, la pompe 1 entraîne le fluide en lui fournissant une puissance, cette puissance étant reçue par les moteurs arrière 31 et avant 33, le moteur avant 33 étant alimenté par l'échappement du moteur arrière 31.

Le fluide est ensuite retourné à la pompe 1 par la conduite aval 6.

Dans ce mode de fonctionnement, le niveau de pression dans la conduite aval 6 est inférieur au niveau de pression dans la conduite intermédiaire 32, le moteur avant 33 recevant un travail du fluide. Le clapet anti-retour 10 bloque donc l'écoulement du fluide dans la boucle de recirculation 9.

Dans le mode de fonctionnement récepteur, qui est rencontré lors du freinage, la pompe 1 reçoit un travail du fluide en circulation dans le dispositif.

La pression en amont de la pompe 1 augmente, notamment dans la conduite aval 6.

Le moteur avant 33 fournissant un travail au fluide, la pression en aval du moteur avant 33, notamment dans la conduite aval 6, augmente.

Le fluide emprunte la boucle de recirculation 9 pour être réinjecté en amont du moteur avant 33 sous l'effet du seuil de pression auquel est soumis le réducteur de pression 8, la pression dans la conduite aval 6 étant supérieure à la pression dans la conduite intermédiaire 32.

Lorsque ce seuil atteint un niveau prédéfini, le réducteur régulateur de pression 8 s'ouvre, permettant ainsi au fluide de s'écouler dans la boucle de recirculation 9.

Lorsque le niveau de pression dans la conduite aval 6 atteint le seuil requis, une unité centrale de contrôle, via un signal issu du capteur de pression 7, pilote l'augmentation de la cylindrée du moteur avant 33, permettant ainsi d'augmenter son débit admissible.

Le débit d'alimentation du moteur avant 33 augmente, augmentant donc la puissance qu'il dissipe et le couple de freinage qu'il développe.

En d'autres termes, le changement de cylindrée du moteur 33 crée une dépression dans la ligne 32 permettant l'ouverture du réducteur de pression 8. Ce réducteur de pression 8 s'ouvre lorsque la pression dans la ligne série 32 diminue en dessous de la force de rappel du ressort du réducteur 8.

La cylindrée active est pleinement employée lors du freinage, de manière à maximiser le couple de freinage.

Dans une variante, le moteur avant 33 est surdimensionné pour son utilisation routière en mode traction, permettant ainsi d'admettre un débit accru lors des phases de freinage.

La figure 2 illustre une variante de réalisation d'un circuit à quatre moteurs 31, 33 et 41, 43 répartis en deux lignes séries 3 et 4, l'une à gauche et l'autre à droite. Le moteur 33 est typiquement un moteur avant droit, le moteur 43 un moteur avant gauche, le moteur 31 un moteur arrière droit et le moteur 41 un moteur arrière gauche.

Dans cet autre mode de réalisation illustré en figure 2, le dispositif d'entraînement des roues comporte une pompe 1 reliée par une conduite amont 2 à un diviseur de débit 11 situé en aval.

Le diviseur de débit 11 sépare le flux provenant de la pompe 1 et le répartit sensiblement de manière équitable sur deux boucles montées en parallèle, une première boucle droite 3 correspondant à l'entraînement du côté droit du véhicule, et une deuxième boucle gauche 4 correspondant à l'entraînement du côté gauche du véhicule. Un gicleur de virage peut être prévue pour autoriser une certaine communication entre les lignes gauche et droite pour autoriser une certaine différence de vitesse de rotation entre les roues gauche et droite.

Les boucles droite 3 et gauche 4 comprennent respectivement, d'amont en aval, un moteur arrière 31, 41, une conduite intermédiaire 32, 42, un moteur avant 33, 43, et se rejoignent en aval des moteurs avant 33, 43 en un point de jonction 5 ou de confluence.

Une conduite aval 6 s'étend du point de confluence 5 à la pompe 1.

Le dispositif d'entraînement comporte en outre une boucle de recirculation 9 s'étendant entre la conduite aval 6 et les conduites intermédiaires 32, 42.

La boucle de gavage 9 comporte, d'amont en aval dans le sens d'écoulement du fluide dans celle-ci, c'est-à-dire de la conduite aval 6 vers les conduites intermédiaires 32, 42, un réducteur de pression 8 raccordé à la conduite aval 6, et deux clapets anti-retour 10 montés en parallèle sur deux raccords débouchant respectivement dans les conduites intermédiaires 32, 42.

La conduite aval 6 peut être équipée d'un pressostat 7 ou capteur de pression, permettant de commander l'augmentation ou la diminution de la cylindrée active des moteurs avant 33, 43 lorsque la pression dans la conduite aval 6 dépasse ou passe en dessous d'un certain seuil.

Lors du fonctionnement en marche avant du véhicule, la pompe 1 fournit de la puissance à un flux présentant un débit D. Le flux entraîne les moteurs arrière 31, 41, les moteurs avant 33, 43, et est refoulé à la pompe 1 via la conduite aval 6.

Dans ce mode de fonctionnement, la pression dans la conduite 6 présente un niveau inférieur à la pression dans la conduite intermédiaire 32, la boucle de recirculation 9 ne laisse donc pas passer de fluide grâce aux clapets anti retour 10.

Le débit traversant les moteurs arrière 31, 41 est identique au débit traversant les moteurs avant 33, 43.

Lors d'un freinage, la pompe 1 doit recevoir un travail du flux en circulation dans le dispositif. La pression en amont de la pompe 1, donc dans la conduite aval 6, augmente.

A partir d'un certain seuil de pression dans la conduite aval 6, le pressostat 7 pilote ainsi l'augmentation de cylindrée des moteurs avant 33, 43, permettant alors d'augmenter leur débit admissible.

L'augmentation de cylindrée des moteurs avant 33, 43 crée une dépression dans la ligne série 42 puisque le moteur 33 tend à aspirer plus d'huile.

Lorsque le seuil de pression dans la conduite intermédiaire 32 ou 42 est suffisant pour déclencher l'ouverture du réducteur de pression 8, le fluide emprunte la boucle de recirculation 9 pour être réinjecté en amont des moteurs avant 33, 43.

Les moteurs avant 33, 34 peuvent par exemple comporter trois cylindrées actives distinctes, dont deux seulement servent en mode « champs » (cylindrées maximale et intermédiaire), la troisième servant en mode « route » (cylindrée minimale). En variante les moteurs avant 33, 34 peuvent par exemple comporter deux cylindrées actives, l'une servant en mode champs (cylindrée maximale) l'autre en mode route (cylindrée minimale). Pour ces deux variantes, l'augmentation de cylindrée précédemment décrite du moteur avant, correspond au passage de ce moteur d'un mode « route » à un mode « champs ».

Ces cylindrées distinctes peuvent correspondre à l'alimentation et/ ou l'isolation de cylindres ou groupes de cylindres du moteur hydraulique.

Le seuil de pression nécessaire au déclenchement de l'augmentation de cylindrée peut être compris entre lOObars et 450bars, de préférence entre 200 et 300bars, par exemple de 250bars ou plus, sur la ligne 6 à l'entrée de la pompe 1.

Le seuil de pression pilotant inversement une réduction de cylindrée peut être inférieur à 80 bars, sur la ligne 6 à l'entrée de la pompe 1.

L'augmentation du débit dans les moteurs avant 33, 43 permet d'augmenter la puissance transmise du moteur au fluide en situation de freinage, et donc d'augmenter le couple de freinage.

Dans le mode de réalisation représenté, le débit dans les moteurs avant 33, 43 est doublé en situation de freinage lorsque la pression atteint un niveau suffisant dans la conduite aval 6.

Il est bien entendu réalisable de proposer une augmentation de débit supérieure ou inférieure en fonction des caractéristiques du dispositif.

Le débit peut par exemple être multiplié par un facteur compris entre

1,5 et 6 pour obtenir un couple de freinage suffisant à l'obtention du taux de décélération requis.

Il peut plus préférentiellement être multiplié par un facteur compris entre 1,5 et 3, par exemple un facteur 2.

Dans le mode de réalisation présenté figure 2, à titre d'exemple non limitatif, , en mode traction, le débit de la pompe 1 peut être de lOOL/min, répartit en deux débits identiques de 50L/min respectivement dans chacune des lignes 3 et 4 et donc dans les moteurs 31, 33 et 41, 43, le débit dans les boucles de recirculation 9 étant nul, et le débit dans les moteurs 33 et 43 passe d'une valeur de 50L/min en mode traction marche avant non freinée à une valeur de lOOL/min en situation de freinage grâce à un débit de 50L/min dans chaque boucle de recirculation 9, le débit de la pompe 1 restant égal à lOOL/min, dans le cas où la cylindrée augmentée du moteur avant correspond au double de la cylindrée du moteur arrière.

Il est entendu que les débits peuvent être inférieurs, par exemple compris entre 20 et 100 L/min, ou supérieurs, par exemple compris entre 100 et 500 L/min.

Pour une même valeur de freinage, la pression dans la conduite 6 sera plus faible lorsque la cylindrée active des moteurs 33 et 43 sera augmentée. Exemple chiffré : si le seuil de pression est par exemple de 250bars dans la ligne 6 (valeur de déclenchement pour le passage en pleine cylindrée), et que les cylindrées actives sont doublées, la niveau de pression dans la ligne 6 sera de (250-20 (pression de gavage))/2 +20 = 135 bars.

En pratique, lors d'un freinage fort, la pression augmente rapidement de 20bars (niveau de gavage) à 450 bars (niveau maximum). Lors du passage au-dessus du seuil de 250bars, grâce au passage en grande cylindrée, il est possible de freiner plus fort avec les mêmes niveaux de pressions, ou aussi fort avec une pression moins élevée.

La recirculation du fluide dans la boucle de gavage 9 permet en outre de réduire le flux traversant la pompe 1 lors du freinage, limitant ainsi les risques de survitesse de la pompe 1 et du moteur qui lui est associé. En effet, la puissance de freinage se répartit en 2 flux :

le premier flux est celui qui conduit le fluide sous pression vers la pompe, qui s'appuie sur le moteur thermique (frein moteur) le second flux est celui qui conduit la fluide sous pression au travers du réducteur de pression, qui transforme en chaleur cette puissance de freinage.

Dans les modes de réalisation représentés, le couple de freinage renforcé est appliqué aux roues avant, permettant ainsi de favoriser la maniabilité du véhicule lors du freinage.

Dans une autre variante il est possible de sélectionner la mise en service de boucles de recirculation associées aux moteurs avant 33 et 43 en mode marche avant et au contraire la mise en service de boucles de recirculation associées aux moteurs arrière 31 et 41 en mode marche arrière.

Dans le cadre de la présente invention, les moteurs 33, 43 à cylindrée variable sont de préférence des moteurs à au moins deux cylindrées. Il peut s'agir de moteurs à au moins trois cylindrées.

On a représenté schématiquement sur la figure 3 annexée un exemple de réalisation de tels moteurs 33, 43 à multi-cylindrées pilotés de façon connue en soi par des sélecteurs de cylindrée 50 respectifs (tiroirs hydrauliques de changement de cylindrée), associés aux boucles de recirculation 9. Les moteurs 33, 43 illustrés sur la figure 3 comportent deux cylindrées 330, 331 et respectivement 430, 431 couplés à des arbres de roue commun 332, 432. Les sélecteurs 50 peuvent être intégrés aux moteurs 33, 43. Ils peuvent être pilotés électriquement ou hydrauliquement.

Les sélecteurs 50 illustrés sur la figure 3 présentent deux positions.

L'homme de l'art comprendra à l'examen de la figure 3 que dans la position au repos du sélecteur 50 les deux sous-moteurs 330, 331 et respectivement 430, 431 sont alimentés et donc les moteurs 33 et 43 sont en grande cylindrée, tandis que dans l'autre position du sélecteur 50 seul l'un 330, 430 des deux moteurs 33, 43 est alimenté, l'autre sous-moteur

331, 431 étant isolé du circuit et ne participant pas à la motricité, de sorte que les moteurs 33 et 43 sont alors en petite cylindrée.

On a également schématisé sur la figure 3 des moteurs arrière 31, 41 à deux cylindrées 310, 311 et 410, 411 couplés à des arbres de roue commun 312, 412, et pilotés de façon connue en soi par des sélecteurs de cylindrée 60 respectifs, pour permettre de sélectionner la cylindrée optimale en fonction des paramètres de déplacement du véhicule, notamment adapter le couple et la vitesse selon que le véhicule se déplace sur route ou sur champs. Comme indiqué précédemment ces moteurs arrière 31, 41 peuvent également être associés à des boucles de recirculation respectives 9' optionnelles, opérationnelles en mode freinage, notamment en marche arrière.

Une telle boucle de recirculation additionnelle optionnelle 9' associée aux moteurs arrière 31, 41 est schématisée sous forme de l'encadré 90 sur la figure 3. Elle comprend un réducteur de pression 8' relié d'une part à la conduite amont 2 et d'autre part à deux clapet anti-retour 10' connectés respectivement aux conduites intermédiaires 32 et 42. De préférence il est prévu des moyens permettant de sélectionner la boucle de recirculation 9 ou la boucle de recirculation 9' en mode actif selon le sens de déplacement du véhicule. La boucle de recirculation 9 associée aux moteurs avant 33, 43 est de préférence sélectionnée en marche avant, tandis que la boucle de recirculation 9' associée aux moteurs arrière 31, 41 est de préférence sélectionnée en marche arrière. Un tel sélecteur peut être intégré/flasqué au moteur ou ailleurs dans le circuit. Un tel sélecteur peut être piloté hydrauliquement ou électriquement, notamment par programme.

La structure de moteurs à multicylindrées pilotés par un sélecteur telle que schématisée sur la figure 3 est bien connue de l'homme de l'art. La société Poclain commercialise de tels moteurs depuis de nombreuses années. Une telle structure est notamment décrite dans les documents FR. 2 794 496 et FR 2 834 012. Elle ne sera donc pas décrite plus en détail par la suite.

On a décrit précédemment un changement de cylindrée des moteurs 33, 43 piloté par le pressostat 7. En variante ce changement de cylindrée des moteurs 33 et 43 peut être piloté directement ou indirectement par le conducteur sous forme d'une commande appliquée sur les sélecteurs 50, par exemple à l'aide d'un commutateur à commande manuelle (exemple bouton ou commodo au volant) ou par une pédale type commande de frein ou ralentisseur.

Plus précisément, dans le cadre de la présente invention, les moteurs hydrauliques 31, 33, 41 et 43 sont de préférence des machines à pistons radiaux. A titre de variante, les machines hydrauliques peuvent être des machines hydrauliques à pistons axiaux à cylindrée continûment ou discontinument variable.

Le demandeur a déjà proposé de nombreux modèles de telles machines hydrauliques à pistons radiaux. On trouvera des exemples de telles machines notamment dans les documents FR. 2 796 992, FR 2 834 011, FR 2 834 012 et FR 2 587 761. Leur structure ne sera donc pas décrite dans le détail par la suite.

L'on rappelle cependant que comme représenté en coupe transversale sur la figure 4 et en coupe longitudinale sur la figure 5 (laquelle correspond à la figure 1 de FR 2 834 012), les machines hydrauliques à pistons radiaux comprennent généralement dans un carter 100 :

- une came multilobes 200 formée de préférence sur la surface interne d’un élément du carter 100,

- un bloc cylindres 300 monté à rotation relative dans le carter,

- un arbre 400 lié à rotation au bloc cylindres 300,

- des pistons 500 guidés à coulissement radial dans des cylindres respectifs 520 du bloc cylindres et prenant appui sur les lobes de la came 200, par l'intermédiaire de galets et

- un distributeur 600 adapté pour appliquer successivement de manière contrôlée un fluide sous pression sur les pistons 500, de sorte que l’appui successif des pistons 500 sur les lobes de la came 200 entraîne la rotation relative du bloc cylindres 300 et des éléments qui lui sont liés par rapport au carter.

Les machines à pistons radiaux peuvent cependant faire l'objet de nombreuses variantes. La came multilobe peut être formée non pas sur une surface interne d'un élément de carter, mais sur une partie centrale de la machine, le bloc cylindre et les pistons se situant radialement à l'extérieure de la came. Les machines peuvent être à came fixe et arbre tournant ou bien à arbre fixe et came tournante.

Par ailleurs selon la figure 5 annexée, conformément à l'enseignement de FR. 2 834 012, le distributeur 600 comporte par exemple trois gorges 602, 604 et 606 associées à des conduits de distribution respectifs, tels que 608, débouchant sur la face du distributeur adjacente au bloc cylindres 300 pour contrôler l'alimentation en fluide et l'échappement des cylindres 520, et un sélecteur 610 qui selon sa position modifie la liaison des gorges 602, 604 et 606 et permet ainsi de contrôler la cylindrée de la machine. Un distributeur à trois gorges peut définir une machine à deux sous cylindrées. La définition de chaque sous cylindrée de la machine peut se faire par groupes de pistons ou par groupe de lobes de came.

Dans le cadre de l'invention les moteurs 31, 33, 41 et 43 sont généralement et préférentiellement à la vitesse des roues.

Par rapport à l'état de la technique, la présente invention offre notamment les avantages suivants :

. une augmentation de la capacité de freinage maximum du véhicule, . une augmentation de la capacité de retenue et limitation du risque de survitesse du moteur thermique qui entraîne la pompe 1, . pas d'à-coups lors de l'engagement du système : la vitesse du véhicule est définie par la commande de la pompe (cylindrée) et la cylindrée des moteurs qu'elle alimente directement, c'est-à-dire les moteurs arrière 31, 41, dont la cylindrée reste inchangée, par ailleurs la pression résultante de la décélération requise se stabilise au niveau défini en fonction de la cylindrée active, . un automatisme simple, basé sur un niveau de pression, le sens de déplacement et les niveaux de cylindrées actives, . une ergonomie de commande de freinage principal inchangée, . une sécurité due à une augmentation du couple de freinage principal appliqué sur l'essieu ayant la meilleure capacité de freinage (en général l'essieu avant ) ce qui permet d'éviter un risque de blocage des roues arrière, et une bonne protection du moteur thermique d'entrainement et des pompes, . une économie grâce à un choix des cylindrée des moteurs et des pompes pour les performances en champs et sur route, sans qu'il y ait de compromis à faire pour les performances de freinage dynamique, et sans qu'il soit nécessaire d'ajouter une commande de freinage à friction.

La description présente un changement de cylindrée pilotée par la pression dans la pression dans la ligne 6.

A titre de variante le pilotage du changement de cylindrée peut s'effectuer à partir d'au moins un des critères suivants :

- Actionnement d'un bouton ou levier (commodo)

- Position seuil d'une pédale ou d'un joystick

- Signal de décélération issu notamment d'un accéléromètre, ou d'uninclinomètre

- Critère de vitesse

- Critère de survitesse du moteur thermique

- Signal issu d'un GPS ou d'un radar de sol.

De plus dans certain montages une seconde ligne de recirculation peut être prévue en parallèle de la première pour permettre une certaine différence de vitesse entre les roues avant et les roues arrière, notamment en cas de virage. Un gicleur hydraulique peut être prévue sur cette ligne pour limiter le débit traversant cette ligne.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif d'entraînement des roues d'un véhicule, notamment d'une machine agricole, comportant au moins une pompe (1) configurée pour convertir une puissance mécanique en puissance hydraulique, une conduite amont (2) reliant la pompe (1) à un premier moteur hydraulique (31) configuré pour convertir cette puissance hydraulique et la transmettre à au moins une roue ou un essieu, une conduite intermédiaire (32) reliant la sortie du premier moteur hydraulique (31) à l'entrée d'un deuxième moteur hydraulique (33) entraînant une deuxième roue ou essieu, et une conduite aval (6) reliant le deuxième moteur hydraulique (33) à la pompe (1), caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement comporte en outre, monté en parallèle de l'un des moteurs (33), une boucle de recirculation (9) comportant un réducteur de pression (8) et un clapet anti retour (10), configurés pour injecter en amont de ce moteur (33) une portion de son débit d'échappement.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boucle de recirculation (9) est montée en parallèle du deuxième moteur (33, 43), qui correspond de préférence à un moteur avant par rapport au sens de déplacement.
3. 3. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte deux montages parallèles (3, 4) s'étendant entre un diviseur de débit (2) et un point de confluence (5), chacun des montages (3, 4) comportant un moteur arrière (31, 41), une conduite intermédiaire (32, 42) et un moteur avant (33, 43).
4. 4. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la boucle de recirculation (9) s'étend entre la conduite aval (6), située en aval du point de confluence (5), et chacune des conduites intermédiaires (32, 42), et comprend le réducteur de pression (8) débouchant sur deux conduites, chacune comportant une clapet anti19 retour (10), débouchant respectivement sur les conduites intermédiaires (32, 42).
5. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un des moteurs (31, 33, 41, 43) présente au moins deux cylindrées distinctes de fonctionnement.
6. 6. Dispositif d'entraînement selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un pressostat (7) dans la conduite aval (6), configuré pour déclencher la variation de la cylindrée active dudit moteur (31, 33, 41, 43) à cylindrée variable lorsque le niveau de pression dans la conduite aval (6) atteint un certain seuil, permettant d'augmenter le flux admissible par ledit moteur.
7. 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le moteur (33, 43) à cylindrée variable est monté en parallèle de la boucle de recirculation (9).
8. 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le seuil de pression déclenchant l'augmentation de la cylindrée active du moteur à cylindrée variable (31, 33, 41, 43) est compris entre 100 et 450 bar, de préférence entre 200 et 300 bar par exemple 250 bar
9. 9. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que l'augmentation de débit dans les moteurs (33, 43) associés à la boucle de recirculation, de préférence les moteurs avant, est opérée par mise en service d'une cylindrée additionnelle et représente une multiplication du débit de fonctionnement normal par un facteur compris entre 1,5 et 6, de préférence entre 1,5 et 3, par exemple 2.
10. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend deux boucles de recirculation (9, 9') associées respectivement aux moteurs avant (33, 43) et aux moteurs arrière (31, 41) et des moyens permettant de sélectionner en mode actif l'une des deux boucles de recirculation selon le sens de déplacement du véhicule.
11. 11. Procédé de commande de l'entraînement des roues d'un véhicule, notamment d'une machine agricole, comportant au moins une pompe (1) configurée pour alimenter un premier moteur hydraulique (31,

    41) associé à au moins une roue ou un essieu arrière, et un deuxième moteur hydraulique (33) connecté en série du premier moteur et associé à une deuxième roue ou essieu avant, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes qui consistent à :

    5 . détecter une situation de freinage et . lors d'une telle détection de freinage, augmenter la cylindrée active du moteur avant (33, 43) et piloter une recirculation d'huile dans une boucle de recirculation placée en parallèle du moteur avant (33, 43) pour injecter en amont de ce moteur (33) une portion de son débit io d'échappement.
12. 12. Véhicule, notamment machine agricole, comportant un dispositif d'entraînement des roues selon l'une des revendications 1 à 10 et/ou mettant en œuvre le procédé de la revendication 11.