FR3069201B1 - Dispositif de transmission pour vehicule hybride - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un dispositif (1) de transmission de couple comprenant : - un élément d'entrée de couple (2), apte à être couplé en rotation à un vilebrequin (3) d'un moteur à combustion interne, - un premier élément de sortie de couple (5), apte à être couplé en rotation à un premier arbre d'entrée d'une boîte de vitesses (6), - un deuxième élément de sortie de couple (8), apte à être couplé en rotation à un deuxième arbre d'entrée d'une boîte de vitesses (9), le deuxième élément de sortie étant disposé en parallèle du premier élément de sortie au sens de la transmission de couple, - une machine électrique tournante (12) comprenant un rotor (13) disposé au sens de la transmission de couple, entre l'élément d'entrée (2) d'une part et les premier et deuxième éléments de sortie (5, 8) d'autre part, le rotor étant relié sélectivement à l'élément d'entrée par un embrayage d'entrée (15) de type multidisque, le rotor étant relié sélectivement aux premier et deuxième éléments de sortie (5, 8), respectivement, par un premier et un deuxième embrayage de sortie (16, 17) de type multidisque, chacun des embrayages comprenant un organe d'actionnement associé (56, 71, 72), - un premier étage de ressorts (31) entre l'élément d'entrée et le rotor, caractérisé en ce que l'embrayage d'entrée (15) est décalé des embrayages de sortie (16, 17) en éloignement de l'élément d'entrée (2).

Description

Dispositif de transmission pour véhicule hybride
La présente invention se rapporte au domaine des transmissions pour véhicules automobiles. Elle se rapporte notamment à un dispositif de transmission destiné à être disposé, dans la chaîne de transmission, entre un moteur thermique et une boîte de vitesses. L’invention concerne en particulier les dispositifs de transmission pour un véhicule automobile de type hybride dans lequel une machine électrique est également disposée entre le moteur et la boîte de vitesses.
Dans l’état de la technique, il est connu des ensembles de transmission, disposés entre la boîte de vitesses et le moteur thermique et comportant une machine électrique et un embrayage côté moteur permettant d’accoupler en rotation le vilebrequin du moteur thermique au rotor de la machine électrique. Ainsi, il est possible de couper le moteur thermique à chaque arrêt du véhicule et de le redémarrer grâce à la machine électrique. La machine électrique peut également constituer un frein électrique ou apporter un surplus d’énergie au moteur thermique pour l’assister ou éviter que celui-ci ne cale. La machine électrique peut également assurer l’entraînement du véhicule. Lorsque le moteur tourne, la machine électrique joue le rôle d’un alternateur. Un tel ensemble de transmission peut également lier la machine électrique à la boite de vitesses par deux chemins de couples distincts comprenant chacun un embrayage de sortie et un arbre d’entrée de boite de vitesses. Un tel dispositif est notamment divulgué dans le document DE 10 2011 117 781 A1.
Dans le document DE 10 2011 117 781 A1, le dispositif comprend trois organes d’actionnement distincts pour l’actionnement des trois embrayages. Plusieurs chemins d’huile sont prévus pour alimenter les actionneurs, notamment un chemin côté moteur à combustion interne et un chemin côté boite de vitesses qui complexifie la fabrication du dispositif.
Dans ce dispositif, il n’est pas non plus prévu de disposer dans l’espace intérieur de la machine électrique un amortisseur de torsion. De tels dispositif sont au choix peu performant en terme de filtrations des acyclismes ou encombrant axialement si un tel amortisseur est prévu en amont, entre le dispositif et le moteur thermique.
Enfin, dans ce dispositif les embrayages sont empilés radialement de sorte qu’ils occupent un espace important radialement qui va à l’encontre des attentes de compacité. L’invention vise à permettre de bénéficier d’un dispositif de transmission de couple permettant de concilier les exigences de compacité sans toutefois dégrader la filtration des oscillations de torsion. L’invention y parvient, selon l’un de ses aspects, à l’aide d’un dispositif de transmission de couple, notamment pour véhicule automobile, comprenant : - un élément d’entrée de couple, apte à être couplé en rotation à un vilebrequin d’un moteur à combustion interne, - un premier élément de sortie de couple, apte à être couplé en rotation à un premier arbre d’entrée d’une boîte de vitesses, - un deuxième élément de sortie de couple, apte à être couplé en rotation à un deuxième arbre d’entrée d’une boîte de vitesses, le deuxième élément de sortie étant disposé en parallèle du premier élément de sortie au sens de la transmission de couple, - une machine électrique tournante comprenant un rotor disposé au sens de la transmission de couple, entre l’élément d’entrée d’une part et les premier et deuxième éléments de sortie d’autre part, le rotor étant relié sélectivement à l’élément d’entrée par un embrayage d’entrée de type multidisque, le rotor étant relié sélectivement aux premier et deuxième éléments de sortie, respectivement, par un premier et un deuxième embrayage de sortie de type multidisque, chacun des embrayages comprenant un organe d’actionnement associé, - un premier étage de ressorts entre l’élément d’entrée et le rotor, caractérisé en ce que l’embrayage d’entrée est décalé des embrayages de sortie en éloignement de l’élément d’entrée. L’embrayage d’entrée est ainsi du côté de la boite de vitesses et les embrayages de sortie du coté du moteur à combustion interne. Les embrayages de sortie peuvent être axialement entre l’élément d’entrée et l’embrayage d’entrée. Il existe un plan perpendiculaire à l’axe de rotation qui laisse du côté de la boite de vitesses l’embrayage d’entrée et qui laisse du côté du moteur thermique les embrayages de sortie. Ce plan ne coupe aucun des trois embrayages.
Un tel agencement permet d’obtenir un dispositif compact radialement.
Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif peut comporter un support de rotor pour son maintien radial. Le support de rotor comporte une cloison transversale, cette cloison étant d’un même côté axial que tous les embrayages. Cette cloison peut également être du même côté axial que les actionneurs. Le support de rotor peut encapsuler à la fois les embrayages et les actionneurs.
Une telle cloison n’a donc pas d’ouverture dédiée pour le passage d’organe de transmission de force, les embrayages et les organes d’actionnement étant tous du même côté de la cloison. La cloison est ainsi simple de fabrication et robuste car elle n’est pas fragilisée par des perçages.
De préférence, le support de rotor ne comporte par d’autre cloison transversale de sorte que le support de rotor est simple de construction.
Selon un aspect de l’invention, le support de rotor peut également comporter un support de rotor comportant un manchon interne pour l’agencement des organes d’actionnement d’embrayages.
Un tel support de rotor permet de s’extraire du besoin d’avoir plusieurs pièces distinctes pour l’agencement des organes d’actionnement et pour le support du rotor. Le maintien radial est mutualisé pour les organes d’actionnement et pour le rotor.
Selon un autre aspect de l’invention, chaque organe d’actionnement peut comprendre une chambre d’actionnement délimitée en partie par le manchon interne et par un organe de transmission de force mobile axialement par rapport au manchon interne et apte à coopérer avec l’embrayage associé. Chaque organe de transmission de force est mobile sous l’effet de la pression du fluide dans la chambre d’actionnement. Ces organes d’actionnement sont aussi appelés organes d’actionnement de type « piston ».
Associée à la chambre d’actionnement, chaque organe d’actionnement, notamment à l’exception de l’organe d’actionnement de l’embrayage d’entrée, peut comprendre une chambre de compensation délimitée en partie par l’organe de transmission de force et par le manchon interne. Cette chambre peut également être étanche. L’organe de transmission de force peut former une barrière entre les deux chambres. La chambre de compensation est destinée à s’opposer aux effets liés à la pression d’huile hydrodynamique de la chambre d’actionnement sur l’organe de transmission. L’organe de transmission de force peut ainsi être déplacé axialement par variation de pression d’huile relative des chambres d’actionnement et de compensation.
La cloison peut être assemblée avec le manchon interne, par exemple par soudure. En variante, la cloison et le manchon interne peuvent être d’un seul tenant.
Le support de rotor peut également comporter un manchon externe cannelé qui coopère avec le rotor. Le manchon externe peut être d’un seul tenant avec la cloison ou assemblés ensemble, notamment par soudure.
Selon un autre aspect de l’invention, le manchon interne peut être porté radialement par un distributeur fixe. Le distributeur peut comporter un réseau fluidique pour l’approvisionnement de chacun des organes d’actionnement. Le distributeur permet avantageusement de n’avoir qu’une amenée de fluide pour l’ensemble des organes d’actionnement ce qui simplifie le dispositif. Le réseau fluidique est ménagé dans une pièce fixe en rotation dont la construction et le fonctionnement sont simplifiés par rapport à une amenée de fluide dans une pièce en rotation, par exemple un arbre de boite de vitesses. Un tel dispositif permet d’avoir une seule arrivée de fluide pour l’actionnement des embrayages ce qui simplifie la fabrication du dispositif.
Selon un aspect de l’invention, le réseau fluidique débouche du côté de la boite de vitesses dans un environnement accessible par rapport au côté en regard du moteur à combustion interne encombré et peu accessible.
Selon un aspect de l’invention, le rotor peut être porté radialement, notamment uniquement, par le distributeur. Des roulements, notamment des roulements à aiguilles, sont prévus entre le manchon et le distributeur. De préférence deux roulements sont prévus, chacun étant positionné à l’une des extrémités du manchon. Les organes de roulement peuvent être sur une même hauteur radiale. La fonction de support radial des organes d’actionnement et du rotor est ainsi mutualisée.
Au sens de la demande, il n’y a pas de transmission de couple à l’interface, lorsqu’une pièce est portée par une autre.
Selon un aspect de l’invention, le réseau fluidique du distributeur peut comprendre, pour chaque chambre d’actionnement, une première série de canaux axiaux, au moins un canal et de préférence deux canaux, décalés circonférentiellement, qui débouchent sur une même gorge circonférentielle, ménagée elle aussi dans le distributeur, pour alimenter en fluide les chambres d’actionnement.
En regard de chaque gorge circonférentielle, des ouvertures sont prévues dans le manchon pour le passage du fluide vers la chambre d’actionnement.
Le réseau fluidique peut également comprendre une deuxième série de canaux axiaux, au moins un canal et de préférence deux canaux, décalés circonférentiellement, qui débouchent sur une même gorge circonférentielle pour le passage d’un fluide de refroidissement des embrayages.
Le réseau fluidique peut également comprendre, pour chaque organe d’actionnement, une troisième série de canaux axiaux, au moins un et de préférence deux, décalés circonférentiellement qui débouchent sur une même gorge circonférentielle pour alimenter en fluide la chambre de compensation. Les fluides de refroidissement et de compensation peuvent être identiques.
Pour chaque embrayage, le réseau fluidique peut comprendre une unique série de canaux axiaux pour le refroidissement et l’approvisionnement en fluide de la chambre de compensation.
De préférence, le réseau fluidique peu comprendre une unique série de canaux axiaux pour le refroidissement des embrayages de sortie et l’approvisionnement en fluide des chambres de compensation des embrayages de sortie.
Selon un aspect de l’invention, les chambres de compensation, notamment celle de l’embrayage d’entrée, peuvent ne pas être alimentée en fluide.
Les séries de canaux axiaux peuvent être décalés circonférentiellement deux à deux.
Des bagues d’étanchéité, par exemple en plastique, peuvent être prévues de part et d’autre de chaque gorge circonférentielle.
Le distributeur présente ainsi une périphérie externe crantée formée par la succession des gorges circonférentielles.
Selon un aspect de l’invention, les organes de roulement du manchon peuvent encadrer les gorges circonférentielles.
Selon un autre aspect de l’invention, les organes d’actionnement peuvent se succéder axialement. Les organes d’actionnement sont tous laissés proches de l’axe de rotation, les embrayages peuvent être disposés dans l’espace entre le rotor et les dits actionneurs. L’approvisionnement en fluide des organes d’actionnement est également simplifié.
Selon un autre aspect de l’invention, les embrayages de sortie peuvent être empilés radialement pour minimiser l’espace axial alloué aux embrayages.
En variante, les embrayages de sortie peuvent également se succéder axialement. Il existe ainsi un axe parallèle à l’axe de rotation qui coupe chacun des embrayages. L’ensemble des embrayages peuvent se succéder axialement. Un tel agencement permet d’avoir un dispositif très compact radialement et d’utiliser au mieux l’espace intérieur de la machine électrique. Un tel agencement permet de prévoir des embrayages identiques et ainsi d’améliorer l’industrialisation du dispositif.
Selon un autre aspect de l’invention, chacun des embrayages du dispositif peut comprendre : - un porte-disques d’entrée entraîné en rotation par l’élément d’entrée concernant l’embrayage d’entrée d’une part et solidaire en rotation du support de rotor concernant les premier et deuxième embrayages de sortie d’autre part, - un porte-disques de sortie solidaire en rotation du support de rotor concernant l’embrayage d’entrée d’une part et solidaire de l’un des premier et deuxième éléments de sortie concernant respectivement le premier et le deuxième embrayage de sortie d’autre part, - un ensemble multidisque comprenant au moins un disque de friction solidaire en rotation de l’un des porte-disques d’entrée et de sortie, au moins deux plateaux respectivement disposés de part et d’autre de chaque disque de friction, solidaires en rotation de l’autre des porte-disques d’entrée et de sortie et des garnitures de friction disposées entre les plateaux et un disque de friction, l’embrayage décrivant une position débrayée et une position embrayée dans laquelle lesdits plateaux et le disque de friction pincent les garnitures de friction de manière à transmettre un couple entre le porte-disques d’entrée et le porte-disques de sortie.
Les garnitures peuvent être fixées sur les disques de friction, notamment par collage, notamment par rivetage, notamment par surmoulage. En variante, les garnitures sont fixées sur les plateaux.
Chaque porte-disques peut synchroniser en rotation l’ensemble des plateaux ou l’ensemble des disques de friction. Les portes-disques peuvent comporter une jupe cylindrique sur lesquelles sont montées les plateaux et les disques de friction.
Les plateaux et les disques peuvent coopérer avec les portes-disques selon une de leur périphérie radiale par complémentarité de forme. Les jupes cylindriques, les plateaux et les disques de friction peuvent par exemple être cannelés.
Selon un autre aspect de l’invention, Le porte-disques de sortie du premier embrayage de sortie est radialement à l’intérieur et le porte-disques de sortie du deuxième embrayage de sortie est radialement à l’extérieur.
Les embrayages peuvent être de type humide ou sec. De préférence, les embrayages comportent entre deux et sept disques de friction, de préférence, trois, quatre ou cinq disques de friction.
Les embrayages peuvent être de type « normalement ouvert », un effort doit être exercé par les organes de transmission de force pour transmettre un couple.
Les organes de transmission de force peuvent exercer un effort axial sur les ensembles multidisque pour déplacer les plateaux vers les disques, notamment sur un plateau d’extrémité de l’ensemble multidisque. L’actionnement est ainsi de type « poussé ».
Selon un aspect de l’invention, l’ensemble des embrayages peuvent être portés par le support de rotor de sorte qu’il n’est pas nécessaire de prévoir un guidage radial spécifique. Le distributeur fixe supporte le rotor, l’ensemble des organes d’actionnement et des embrayages.
Selon un aspect de l’invention, les portes-disques d’entrée des embrayages de sortie peuvent s’étendre depuis une cloison secondaire qui s’étend radialement depuis le manchon interne. Le support de rotor, notamment via son manchon interne et la cloison secondaire, entraîne ainsi en rotation les embrayages de sortie.
Lorsque les embrayages de sortie sont empilés radialement, les portes-disques d’entrée peuvent s’étendre d’un même côté axial. La cloison secondaire peut définir une chambre de compensation de l’un des organes d’actionnement. Les embrayages de sortie peuvent être symétriques dans cette configuration.
Lorsque les embrayages de sortie se succèdent axialement, les portes-disques d’entrée des embrayages de sortie peuvent être de part et d’autre de la cloison secondaire. La cloison secondaire peut définir au moins une chambre de compensation, de préférence les deux chambres de compensation, des embrayages de sortie. Cela permet de ne pas multiplier les pièces du dispositif.
Selon un autre aspect de l’invention, un dispositif d’amortissement pendulaire est disposé entre le premier étage de ressorts et le rotor.
Le dispositif d’amortissement pendulaire peut comprendre un support de pendule, au moins un corps pendulaire mobile par rapport au support et au moins un organe de roulement coopérant avec au moins une piste de roulement solidaire du support et avec au moins une piste de roulement solidaire du corps pendulaire.
Le dispositif d’amortissement pendulaire peut comprendre une pluralité de corps pendulaires régulièrement disposés sur un pourtour de l’axe de rotation. Chaque corps pendulaire peut coopérer avec deux organes de roulement, Chaque corps pendulaire peut comprendre deux masses pendulaires disposées de part et d’autre du support. Les corps pendulaires peuvent être disposés radialement à l’extérieur des ressorts, de préférence sur une même hauteur radiale que le stator.
Selon un autre aspect de l’invention, un élément d’entrainement peut être disposé entre le premier étage de ressorts et l’embrayage d’entrée pour transmettre le couple. L’élément d’entrainement peut comprendre le support de pendule. Cet élément d’entrainement peut comporter notamment une jupe cylindrique. Cette jupe cylindrique peut s’étendre radialement entre le rotor et les embrayages de sortie. Cette jupe cylindrique permet de transmettre le couple du côté du moteur thermique vers le côté de la boite de vitesses.
La jupe cylindrique de l’élément d’entrainement peut être solidaire du porte-disques de l’embrayage d’entrée. La jupe cylindrique peut notamment être d’un seul tenant avec le porte-disques ou assemblés ensemble, notamment par soudure.
Selon un autre aspect de l’invention, le support de pendule peut être porté par le premier élément de sortie. Un organe de roulement, notamment un roulement à aiguilles, peut être disposé entre une extrémité radiale du support de pendule et le premier élément de sortie.
Selon un autre aspect de l’invention, le premier étage de ressorts peut être encapsulé. A cet effet une paroi peut être disposée de sorte à isoler le premier étage de ressorts et, éventuellement le dispositif d’amortissement pendulaire du reste du dispositif. Le premier étage de ressorts peut être dans un espace étanche rempli d’un fluide de lubrification, notamment de la graisse. En variante, le dispositif d’amortissement pendulaire peut être à l’extérieur de cette chambre étanche.
Selon un autre aspect de l’invention, un deuxième étage de ressorts peut être prévu entre l’élément d’entrée et le rotor, les deux étages de ressorts étant agencés en série. Les deux étages de ressorts peuvent être disposés en amont de l’embrayage d’entrée.
Selon un aspect de l’invention, le premier étage de ressorts et éventuellement le deuxième étage de ressorts peuvent être disposé dans un espace intérieur du rotor. L’élément d’entrainement peut être disposé entre le deuxième étage de ressorts et l’embrayage d’entrée, au sens de la transmission de couple.
Un élément intermédiaire peut être disposé entre les deux étages de ressorts pour transmettre le couple et pour synchroniser les ressorts.
Lorsque de étages de ressorts sont prévu, le dispositif d’amortissement pendulaire peut être disposé entre les deux étages de ressorts. Le support de pendule peut être solidaire de cet élément intermédiaire, notamment venir d’un seul tenant avec ledit élément ou être assemblés ensemble. L’élément intermédiaire peut être porté par l’élément d’entrée. Un organe de roulement, notamment un roulement à billes, peut être disposé entre une extrémité radiale de l’élément intermédiaire et l’élément d’entrée, notamment la protubérance axiale de l’élément d’entrée. L’élément d’entrainement peut être porté radialement par le premier élément de sortie de couple. Un organe de roulement, notamment un roulement à aiguilles, notamment un roulement à billes, notamment un palier lisse peut être disposé entre une extrémité radiale de l’élément d’entrainement et le premier élément de sortie de couple. En variante, l’élément d’entrainement peut être porté par l’élément d’entrée. Un organe de roulement, notamment un roulement à billes, peut être disposé entre une extrémité radiale de l’élément d’entrainement et une protubérance axiale de l’élément d’entrée.
En variante, le dispositif d’amortissement pendulaire peut être disposé entre le deuxième étage de ressorts et l’embrayage d’entrée.
Selon un autre aspect de l’invention, la machine électrique peut être une machine synchrone à aimants permanents. Une telle machine possède en grand diamètre favorable pour l’intégration des pièces du dispositif. L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux figures annexées. - la figure 1 est une vue en coupe axiale d’un exemple du dispositif selon l’invention dans lequel les embrayages sont selon une première variante de leur positionnement relatif, - la figure 2 est une vue en coupe axiale selon un deuxième exemple du dispositif selon la première variante, - la figure 3 est une vue en coupe axiale selon un troisième exemple du dispositif dans la première variante, - la figure 4 est une vue en coupe axiale selon un quatrième exemple du dispositif selon une deuxième variante du positionnement relatif, et - la figure 5 est une vue en coupe axiale selon un cinquième exemple du dispositif dans la deuxième variante,
En relation avec les figures 1 à 3, on observe un dispositif de transmission de couple 1 comprenant : - un élément d’entrée de couple 2, apte à être couplé en rotation à un vilebrequin 3 d’un moteur à combustion interne, - un premier élément de sortie de couple 5, apte à être couplé en rotation à un premier arbre d’entrée 6 d’une boîte de vitesses, - un deuxième élément de sortie de couple 8, apte à être couplé en rotation à un deuxième arbre d’entrée 9 de la boîte de vitesses.
Dans les exemples considérés, le deuxième élément de sortie 8 est disposé en parallèle du premier élément de sortie 5 au sens de la transmission de couple. Chacun de ces éléments tournent autour d’un axe de rotation du dispositif X.
Le dispositif comprend également une machine électrique tournante 12 comprenant un rotor 13 disposé au sens de la transmission de couple, entre l’élément d’entrée 2 d’une part et le premier élément de sortie 5 et le deuxième élément de sortie 8 d’autre part. Le dispositif 1 comprend également un support de rotor 35 pour son maintien radial.
Dans les exemples considérés, le rotor 13 est relié sélectivement : - à l’élément d’entrée 2 par un embrayage d’entrée 15 de type multidisque, - au premier élément de sortie 5 par un premier embrayage de sortie 16 de type multidisque, et - au deuxième élément de sortie 8 par un deuxième embrayage de sortie 17 de type multidisque.
Le premier arbre d’entrée 6 de la boîte est couplé en rotation au vilebrequin 3 et entraîné par lui en rotation lorsque le premier embrayage 15 et le premier embrayage de sortie 16 sont configurés dans une position dite embrayée. Dans cette configuration le rotor 13 peut également fournir un surplus d’énergie à la boite de vitesses.
Le premier arbre d’entrée 6 de la boite est couplé en rotation au rotor 13 et entraîné par lui en rotation lorsque le premier embrayage 15 est configuré dans une position dite débrayée et le premier embrayage de sortie 16 est configuré dans la position embrayée. Le premier arbre de la boite est alors uniquement entraîné par le rotor. Dans cette configuration, la machine électrique peut aussi agir comme un frein et être dans un mode de récupération d’énergie.
De manière analogue, le deuxième arbre d’entrée 9 de la boite est couplé en rotation au vilebrequin 3 et entraîné par lui en rotation lorsque le premier embrayage 15 et le deuxième embrayage de sortie 17 sont configurés dans une position dite embrayée.
Le deuxième arbre d’entrée 9 de la boite est couplé en rotation au rotor 13 et entraîné par lui en rotation lorsque le premier embrayage 15 est configuré dans une position dite débrayée et le deuxième embrayage de sortie 17 est configuré dans la position embrayée. Le deuxième arbre de la boite est alors uniquement entraîné par le rotor.
Lorsque les premier et deuxième embrayages de sortie 16, 17 sont en configuration débrayée et que l’embrayage d’entrée est en configuration embrayée, le rotor 13 peut être entraîné par le moteur à combustion interne. Le moteur électrique est alors dans un mode de récupération d’énergie.
Dans l’ensemble des exemples considérés aux figures 1 à 5, le premier embrayage de sortie 16 est agencé pour engager les rapports impairs de la boite de vitesses et le deuxième embrayage de sortie 17 est agencé pour engager les rapports pairs et la marche arrière de la boite de vitesses. Alternativement, les rapports pris en charge par lesdits premier embrayage de sortie 16 et deuxième embrayage de sortie 17 peuvent être respectivement inversés.
Les embrayages sont agencés pour transmettre alternativement une puissance dite d’entrée - un couple et une vitesse de rotation - du moteur à combustion interne, à l’un des deux arbres d’entrée de boite de vitesses, en fonction de la configuration respective de chaque embrayage de sortie 16, 17 et de l’embrayage d’entrée 15. Le dispositif est alors en mode dit « direct ». L’embrayage d’entrée 15 peut également transmettre un couple vers le moteur thermique, le dispositif est alors en mode dit « rétro ».
Les embrayages de sortie 16, 17 sont agencés pour ne pas être simultanément dans la même configuration embrayée. En revanche, ils peuvent simultanément être configurés dans leur position débrayée.
Dans les exemples considérés, L’élément d’entrée 2 est fixé à un nez de vilebrequin 21 par une pluralité de vis 23, par exemple reparties régulièrement sur tout un pourtour de l’axe de rotation X du dispositif 1. L’élément d’entrée 2 comprend une inertie primaire 20 qui s’étend radialement jusqu’à la périphérie de la machine électrique 12, en particulier jusqu’à la périphérie d’un stator 14 de la machine électrique. L’inertie primaire 20 est ici une tranche de révolution disposée du côté du moteur thermique.
Dans l’exemple considéré à la figure 1, les premier et deuxième éléments de sortie 5, 8 comprennent respectivement un premier et un deuxième voiles 25, 28 relié par une liaison cannelée respectivement au premier et au deuxième arbre d’entrée 6, 9 de la boite de vitesses. Le deuxième arbre d’entrée 9 de la boîte est creux et entoure le premier arbre d’entrée 6 de la boîte.
Dans l’exemple considéré, la machine électrique 12 est une machine synchrone à aimants permanents. La machine électrique comprend un stator 14, fixe disposé autour du rotor 13. La machine électrique 12 comporte également un capteur de position du rotor 30, notamment un capteur sans contact.
Dans l’exemple considéré, le dispositif 1 comprend également un premier étage de ressorts 31 et un deuxième étage de ressorts 32, en série du premier étage de ressorts. Les deux étages de ressorts sont disposés entre l’élément d’entrée 2 et le rotor 13, en particulier en amont de l’embrayage d’entrée 15, au sens de la transmission de couple. Dans une variante non représenté, l’embrayage d’entrée peut être placé entre les deux étages de ressorts.
Dans les exemples considérés, les étages de ressorts 31, 32 comprennent chacun quatre ressorts. Les deux étages de ressorts 31, 32 sont dans un espace intérieur du rotor 13, notamment sur une même hauteur radiale que l’un des embrayages de sortie 16, 17.
Dans les exemples considérés, les ressorts sont des ressorts courbes agencés régulièrement sur un pourtour de l’axe X. Les étages de ressorts sont ici décalés axialement l’un de l’autre mais on peut imaginer que les premier et deuxième groupes de ressorts soient sur une même hauteur axiale. Circonférentiellement, une portion de l’élément intermédiaire est alors disposée entre chaque ressort du premier groupe et chaque ressort du deuxième groupe. Dans cette configuration, les ressorts peuvent être des ressorts droits.
Un élément d’entrainement 33 est disposé entre le deuxième étage de ressorts 32 et l’embrayage d’entrée 15 pour transmettre le couple. Cet élément d’entrainement 33 comporte une jupe cylindrique qui coopère avec l’embrayage d’entrée 15.
Dans les exemples considérés aux figures 1 à 3, la jupe cylindrique de l’élément d’entrainement s’étend entre le rotor 13 et les embrayages de sortie 16, 17.
Un élément intermédiaire 34 est aussi disposé entre les deux étages de ressorts 31, 32 pour transmettre le couple et synchroniser les ressorts. L’élément intermédiaire 34, de révolution d’axe X, présente ici une section sensiblement en forme de « Y ».
Un dispositif d’amortissement pendulaire 98 est disposé entre les deux étages de ressorts 31, 32. Le dispositif d’amortissement pendulaire 98 comprend un support de pendule 99 solidaire de l’élément intermédiaire 34, au moins un corps pendulaire mobile par rapport au support et au moins un organe de roulement coopérant avec au moins une piste de roulement solidaire du support et avec au moins une piste de roulement solidaire du corps pendulaire. Le dispositif d’amortissement pendulaire 98 peut comprendre une pluralité de corps pendulaires régulièrement disposés sur un pourtour de l’axe X. Chaque corps pendulaire peut coopérer avec deux organes de roulement, Chaque corps pendulaire comprend deux masses pendulaires 100 disposées de part et d’autre du support 99.
Dans l’exemple considéré, les corps pendulaires sont disposés radialement à l’extérieur des ressorts, de préférence sur une même hauteur radiale que le stator 14.
Le support de pendule 99, qui est ici formé en deux parties rivetées entre elles, est solidaire de l’élément intermédiaire 34. L’élément intermédiaire et le support de pendule sont portés par l’élément d’entrée 2. Un roulement à billes 102 est disposé entre une extrémité radiale de l’élément intermédiaire 34 et une protubérance axiale 103 de l’élément d’entrée.
Dans l’exemple considéré à la figure 1, l’élément d’entrainement 33 est porté radialement par l’élément d’entrée 2. Un roulement à billes 104 est disposé entre une extrémité radiale de l’élément d’entrainement 33 et la protubérance axiale 103 de l’élément d’entrée. L’élément d’entrée 2 porte ainsi les deux étages de ressorts 31,32 et le dispositif d’amortissement pendulaire 98.
Dans l’ensemble des exemples considérés en référence aux figures, l’embrayage d’entrée 15 comprend : - un porte-disques d’entrée 42, radialement à l’extérieur, entraînée en rotation par l’élément d’entrée 2 par l’intermédiaire des étages de ressorts 31, 32, - un porte-disques de sortie 43, radialement à l’extérieur, solidaire en rotation du support 35, et - un ensemble multidisque 44 comprenant trois disques de friction solidaires en rotation du porte-disques d’entrée, trois plateaux respectivement disposés de part et d’autre de chaque disque de friction, solidaires en rotation du porte-disques de sortie et des garnitures de friction disposées entre les plateaux et les disques de friction.
Dans l’exemple considéré, le porte-disques d’entrée 42 est d’un seul tenant avec la jupe cylindrique de l’élément d’entrainement 33 et le porte-disques de sortie est défini par le support de rotor 35.
Dans l’exemple considéré, le premier embrayage de sortie 16 comprend : - un porte-disques d’entrée 46, radialement à l’extérieur, solidaire en rotation du rotor 13, - un porte-disques de sortie 47, radialement à l’intérieur, solidaire du premier voile 25, en particulier fait d’un seul tenant avec ledit voile, - un ensemble multidisque 48 comprenant trois disques de friction solidaires en rotation du porte-disques d’entrée, quatre plateaux respectivement disposés de part et d’autre de chaque disque de friction, solidaires en rotation du porte-disques de sortie et des garnitures de friction disposées entre les plateaux et les disques de friction.
Dans l’exemple considéré, le deuxième embrayage de sortie 17 comprend : - un porte-disques d’entrée 49, radialement à l’intérieur, solidaire en rotation du support 35, - un porte-disques de sortie 50, radialement à l’extérieur, solidaire du deuxième voile 28, en particulier fait d’un seul tenant avec ledit voile, - un ensemble multidisque 51 comprenant quatre disques de friction solidaires en rotation du porte-disques d’entrée, cinq plateaux respectivement disposés de part et d’autre de chaque disque de friction, solidaires en rotation du porte-disques de sortie et des garnitures de friction disposées entre les plateaux et les disques de friction,
Les garnitures sont ici fixées sur les disques de friction.
Dans la configuration embrayée des embrayages 15, 16, 17, lesdits plateaux et le disque de friction pincent les garnitures de friction de manière à transmettre un couple entre le porte-disques d’entrée et le porte-disques de sortie.
Dans l’exemple considéré, chaque porte-disques synchronise en rotation l’ensemble des plateaux ou l’ensemble des disques de friction. Chaque portes-disques comporte une jupe cylindrique sur lesquelles sont montées les plateaux et les disques de friction. Les plateaux et les disques coopèrent avec les portes-disques selon une de leur périphérie radiale par complémentarité de forme. Les jupes cylindriques, les plateaux et les disques de friction sont par exemple cannelés.
Dans l’exemple considéré, les porte-disques des embrayages de sortie 47, 50 sont en regard, aucune pièce n’est interposée entre eux deux.
Les porte-disques de sortie 47, 50 des embrayages de sortie sont d’un seul tenant avec les voiles des éléments de sortie respectifs.
Les références numériques ont été reprises sur la figure 2.
Dans l’ensemble des exemples considérés, le support 35 comporte notamment une cloison 36 sensiblement transversale.
Le support 35 comporte également un manchon externe 37 cannelé qui coopère avec le rotor 13 dont la surface interne est également cannelée. Un moyen d’arrêt en translation 38 est également prévu entre le rotor 13 et la cloison 36 pour permettre le bon positionnement du rotor par rapport au stator lors de l’assemblage dudit rotor au reste du dispositif 1. Ce moyen d’arrêt 38 est ici un cran sur la périphérie extérieure du manchon externe 37.
Le support 35 comporte enfin un manchon interne 55 pour l’agencement d’un premier organe d’actionnement 56 de l’embrayage d’entrée, d’un premier organe d’actionnement 71 premier embrayage de sortie 16 et d’un deuxième organe d’actionnement 72 du deuxième embrayage de sortie 17. Le manchon interne 55 est ainsi mutualisé pour les trois organes d’actionnement 56, 71,72.
Les portes-disques d’entrée 46, 49 des embrayages de sortie sont entraînés en rotation par le support de rotor 35, en particulier par l’intermédiaire du manchon 55 et d’une cloison secondaire 40 qui s’étend radialement depuis ledit manchon 55. De cette cloison secondaire 40 s’étendent les portes-disques d’entrée 46, 49 des embrayages de sortie.
Dans l’exemple considéré, les organes d’actionnement 56, 71,72 se succèdent axialement. Les organes d’actionnement sont tous sur une même hauteur radiale et ils sont tous laissés proches de l’axe de sorte que les embrayages peuvent être placés dans l’espace intérieur au rotor 13.
Pour plus de clarté, les références numériques associées aux organes d’actionnement 56, 71 et 72 du dispositif 1 ont été reportées sur la figure 1. Les différences structurelles entre les différents exemples seront explicitées.
Dans les exemples considérés, chaque organe d’actionnement 56, 71, 72 comprend une chambre d’actionnement, respectivement numérotée 58, 76, 77, délimitée en partie par le manchon interne 55 et par un organe de transmission de force, respectivement numéroté 59, 79, 80, mobile axialement par rapport au manchon interne 55 et apte à coopérer avec l’embrayage associé, en particulier avec un plateau d’extrémité de l’ensemble multidisques dudit embrayage associé. Ces organes d’actionnement sont aussi appelés organes d’actionnement de type « piston ».
Les organes de transmission de force 59, 79, 80 sont mobiles sous l’effet de la pression du fluide dans la chambre d’actionnement. Les organes de transmission de force agissent sur les ensembles multidisques pour modifier la configuration des embrayages.
Chaque organe d’actionnement 56, 71,72 comprend également une chambre de compensation, respectivement numérotées 130, 131, 132, délimitée en partie par l’organe de transmission de force associée et par le manchon interne 55. Ces chambres sont étanches radialement vers l’extérieur au moyen de joints.
Les organes de transmission de force 59, 79, 80 forment chacun une barrière entre les deux chambres des organes d’actionnement.
Pour chaque organe d’actionnement, un moyen d’arrêt axial 60 est prévu pour limiter le mouvement de la chambre d’actionnement de sorte que c’est uniquement les organes de transmission de force 59, 79, 80 qui bougent axialement. Le moyen d’arrêt axial comprend ici un circlips 61 et un anneau de renfort 62.
Chaque organe d’actionnement comprend un moyen de rappel en position ouverte 64 également prévu pour rappeler l’organe de transmission de force lorsque la pression dans la chambre d’actionnement est inférieure à une valeur seuil.
Dans les exemples considérés aux figures 1 et 4, ce moyen de rappel 64 est une rondelle Belleville disposé à l’intérieur de la chambre de compensation 130, 131, 132.
Dans les exemples considérés aux figures 2, 3 et 5, le moyen de rappel 64 est un ressort droit interposé entre deux coupelles de contact, disposé aussi à l’intérieur de la chambre de compensation 130, 131, 132. Des combinaisons des différents types de moyen de rappel sont envisageables.
Dans l’ensemble des exemples considérés en référence aux figures 1 à 5, l’approvisionnement en fluide des organes d’actionnement 56, 71, 72 est mutualisé.
Le manchon interne 55 est porté radialement par un distributeur 74 fixe. Ce distributeur 74 comporte un réseau fluidique 66 pour l’approvisionnement de chacun des organes d’actionnement 56, 71, 72. Le réseau fluidique débouche du côté de la boite de vitesses. Les références numériques du réseau fluidique sont reportées à la figure 2.
Dans l’exemple considéré, le réseau fluidique 66 comprend, pour chaque chambre d’actionnement, une première série de canaux axiaux, qui débouchent sur une même gorge circonférentielle, ménagée elle aussi dans le distributeur, pour alimenter en fluide les chambres d’actionnement, cette gorge est référencée 68 pour alimenter la chambre d’actionnement du premier embrayage de sortie 76. Bien que non visibles sur les figures, des ouvertures sont également prévues dans le manchon 55 pour le passage du fluide vers les chambres d’actionnement 58, 76, 77.
Le réseau fluidique 66 comprend également une deuxième série de canaux axiaux associée aux embrayages de sortie 16, 17 qui débouchent sur une même gorge circonférentielle 140 pour le passage d’un fluide de refroidissement des embrayages de sortie 16, 17. Cette deuxième série de canaux peut également approvisionner en fluide les chambres de compensation des embrayages de sortie 131,132.
Le réseau fluidique comprend enfin une deuxième série de canaux axiaux associée à l’embrayage d’entrée 15 qui débouchent sur une même gorge circonférentielle 141 pour le passage d’un fluide de refroidissement.
Six bagues d’étanchéité 142, par exemple en plastique, sont prévues de part et d’autre de chaque gorge circonférentielle. Ces bagues sont portées par le distributeur 74.
Le distributeur 74 présente ainsi une périphérie externe crantée formée par la succession des gorges circonférentielles.
Dans les exemples considérés, le rotor 13 est uniquement porté radialement par le distributeur 74. Deux roulements 90 sont prévus sont prévus entre le manchon 55 et le distributeur 74.
Dans l’exemple considéré à la figure 1, un seul organe de roulement 90 est prévu à chaque extrémité un manchon, ils disposés sur une même hauteur radiale et ils encadrent les gorges circonférentielles.
Dans l’exemple considéré, un roulement à aiguilles 90 est disposé sur un renfoncement du manchon 55 et deux roulement à aiguilles 90 sont également disposés de façon a encadrer les gorges circonférentielles.
Le dispositif 1 des exemples considérés est particulièrement remarquable en ce que la cloison 36 est non seulement du même côté de tous les embrayages 15, 16, 17 mais également du même côté de tous les organes d’actionnement associés 56, 71, 72. Le support de rotor encapsule ainsi tous les embrayages et tous les actionneurs.
La cloison 36 est assemblée avec le manchon 55, par exemple par soudure. Dans l’exemple de la figure 3, la cloison n’a donc pas d’ouverture dédiée pour le passage d’organe de transmission de force, ce qui en facilite la fabrication.
Dans l’ensemble des exemples considérés, l’embrayage d’entrée 15 est décalé des embrayages de sortie 16, 17 en éloignement de l’élément d’entrée 2. L’embrayage d’entrée 15 est ainsi du côté de la boite de vitesses et les embrayages de sortie 16, 17 du coté du moteur à combustion interne.
Les embrayages de sortie sont axialement entre l’élément d’entrée et l’embrayage d’entrée.
Dans les exemples considérés aux figures 1 à 3, les embrayages de sortie 16, 17 sont empilés radialement. Le premier embrayage de sortie 16 est radialement à l’extérieur.
Les embrayages de sortie, notamment leur portes-disque d’entrée 46, 49 s’étendent d’un même côté de la cloison secondaire 40, du côté du moteur à combustion interne. La cloison secondaire définit également la chambre de compensation 131 de l’organe d’actionnement 71 du premier embrayage de sortie.
Dans l’exemple considéré à la figure 2, l’élément d’entrainement 33 est cette fois-ci porté dans le premier élément de sortie. Un roulement à aiguilles 110 est prévu entre l’extrémité radiale de l’élément d’entrainement 33 et le premier élément de sortie 5. La protubérance axiale 103 de l’élément d’entrée ne sert alors qu’à porter le dispositif d’amortissement pendulaire 98 disposé entre les deux étages de ressorts 31,32.
Dans l’exemple considéré à la figure 4, un élément de guidage 150 de l’élément d’entrainement est aussi prévu entre la jupe cylindrique dudit élément d’entrainement et le porte-disque de sorte 43 de l’embrayage d’entrée. Cet élément de guidage 150 est ici un palier lisse. L’exemple considéré à la figure 2, diffère des figures 1 et 2 en ce que le dispositif 1 comprend uniquement un premier étage de ressorts 31.
Dans cette configuration, l’élément d’entrainement 33 comprend le support de pendule 99. La jupe cylindrique formée d’un seul tenant avec le porte-disques d’entrée 42 de l’embrayage d’entrée est soudée sur le support de pendule. L’élément d’entrainement 33 est à nouveau porté par le premier élément de sortie 5. Le roulement à aiguilles 110 est ici disposé entre une extrémité axiale du support de pendule 99 et le premier élément de sortie 5.
Dans l’exemple considéré, le premier étage de ressorts peut être encapsulé. A cet effet une paroi 155 est disposée de sorte à isoler le premier étage de ressorts 31 du reste du dispositif 1. En complément deux tôles élastiques 156 munis de patins 157 à leur extrémités et solidaires en rotation de l’élément d’entrainement 33 sont prévues pour frotter contre deux rondelles de guidage de l’élément d’entrée 2 qui encadre axialement le premier étage de ressorts 31. Les ressorts sont ainsi isolés de reste du dispositif 1.
Le premier étage de ressorts 31 peut être dans un espace étanche rempli d’un fluide de lubrification, notamment de la graisse. L’élément d’entrée 2 comprend ici un tôle flexible 160 pour la connexion avec le vilebrequin. L’inertie primaire 20 de l’élément d’entrée est ici disposée radialement à l’extérieur de l’étage de ressorts 31.
Les exemples considérés aux figures 6 et 7, diffèrent respectivement des exemples des figures 2 et 3 en ce que les trois embrayages 15, 16, 17 se succèdent axialement. Les embrayages peuvent tous être proche de l’axe de rotation. L’approvisionnement des organes d’actionnement en fluide et la transmission de l’effort d’actionnement sont simplifiés. Une telle disposition permet de disposer de trois embrayages identiques de sorte que le dispositif est moins complexe à réaliser et plus économique.
Dans les exemples considérés, les portes-disques d’entrée 46, 49 des embrayages de sortie sont de part et d’autre de la cloison secondaire 40. La cloison secondaire présente sensiblement une forme de « T » dans le plan des figures 6 et 7.
Dans l’exemple considéré à la figure 6, un roulement à billes 160 est prévu entre l’extrémité radiale de l’élément d’entrainement 33 et le premier élément de sortie 5. L’exemple décrit à la figure 7 diffère de celui de la figure 5 uniquement par l’agencement des embrayages de sortie 16, 17 et des organes d’actionnement associés. Dans cet exemple, tous les embrayages et tous les organes d’actionnement se succèdent axialement.
La cloison secondaire 40 comporte ici deux parties symétriques l’une de l’autre. La cloison définit ici les deux chambres de compensation 131, 132 des embrayages de sortie.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif (1) de transmission de couple, notamment pour véhicule automobile, comprenant : - un élément d’entrée de couple (2), apte à être couplé en rotation à un vilebrequin (3) d’un moteur à combustion interne, - un premier élément de sortie de couple (5), apte à être couplé en rotation à un premier arbre d’entrée d’une boîte de vitesses (6), - un deuxième élément de sortie de couple (8), apte à être couplé en rotation à un deuxième arbre d’entrée d’une boîte de vitesses (9), le deuxième élément de sortie étant disposé en parallèle du premier élément de sortie au sens de la transmission de couple, - une machine électrique tournante (12) comprenant un rotor (13) disposé au sens de la transmission de couple, entre l’élément d’entrée (2) d’une part et les premier et deuxième éléments de sortie (5, 8) d’autre part, le rotor étant relié sélectivement à l’élément d’entrée par un embrayage d’entrée (15) de type multidisque, le rotor étant relié sélectivement aux premier et deuxième éléments de sortie (5, 8), respectivement, par un premier et un deuxième embrayage de sortie (16, 17) de type multidisque, chacun des embrayages comprenant un organe d’actionnement associé (56, 71,72), - un premier étage de ressorts (31) entre l’élément d’entrée et le rotor, caractérisé en ce que l’embrayage d’entrée (15) est décalé des embrayages de sortie (16, 17) en éloignement de l’élément d’entrée (2).
  2. 2. Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comporte un support de rotor (35), le support de rotor comporte une cloison (36) transervale, cette cloison étant d’un même côté axial que tous les embrayages (15, 16, 17) et les organes d’actionnement (56, 71, 72) de sorte que le support de rotor encapsule les embrayages et les actionneurs.
  3. 3. Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le support de rotor (35) comportant un manchon interne (55) pour l’agencement des organes d’actionnement d’embrayages (56, 71,72).
  4. 4. Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le manchon interne (55), est porté radialement par un distributeur (74) fixe, le distributeur (74) comprenant un réseau fluidique (66) pour l’approvisionnement de chacun des organes d’actionnement (56, 71,72).
  5. 5. Dispositif (1) selon l’une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce que les organes d’actionnement (56, 71, 72) se succèdent axialement.
  6. 6. Dispositif (1) selon l’une quelconques des revendications précédentes, les embrayages de sortie (16, 17) sont empilés radialement.
  7. 7. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, les embrayages de sortie (16, 17) se succèdent axialement.
  8. 8. Dispositif (1) de transmission de couple selon l’une des revendications précédentes, chacun des embrayages (15, 16, 17) du dispositif comprenant : - un porte-disques d’entrée (42, 46, 49) entraîné en rotation par l’élément d’entrée (2) concernant l’embrayage d’entrée (15) d’une part et solidaire en rotation du support de rotor (35) concernant les premier et deuxième embrayages de sortie (16, 17) d’autre part, - un porte-disques de sortie (43, 47, 50) solidaire en rotation du support de rotor (35) concernant l’embrayage d’entrée (15) d’une part et solidaire de l’un des premier et deuxième éléments de sortie (5, 8) concernant respectivement le premier et le deuxième embrayage de sortie (16, 17) d’autre part, - un ensemble multidisque (44, 48, 51) comprenant au moins un disque de friction solidaire en rotation de l’un des porte-disques d’entrée et de sortie, au moins deux plateaux respectivement disposés de part et d’autre de chaque disque de friction, solidaires en rotation de l’autre des porte-disques d’entrée et de sortie et des garnitures de friction disposées entre les plateaux et un disque de friction, l’embrayage décrivant une position débrayée et une position embrayée dans laquelle lesdits plateaux et le disque de friction pincent les garnitures de friction de manière à transmettre un couple entre le porte-disques d’entrée et le porte-disques de sortie.
  9. 9. Dispositif (1) de transmission de couple selon l’une des quelconques revendications précédentes, caractérisé en ce qu’un dispositif d’amortissement pendulaire (98) est disposé entre le premier étage de ressorts (31) et le rotor (13).
  10. 10. Dispositif (1) de transmission de couple selon l’une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’un deuxième étage de ressorts (32) est prévu entre l’élément d’entrée (2) et le rotor (13), les deux étages de ressorts (31,32) étant agencés en série, les deux étages de ressorts étant disposés en amont de l’embrayage d’entrée (15).
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