FR3069296A1 - Dispositif de transmission pour vehicule hybride - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un dispositif 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 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, - une machine électrique tournante (12) comprenant un rotor (13) disposé au sens de la transmission de couple, entre l'élément d'entrée (2) et le premier élément de sortie (5), le rotor étant relié sélectivement à l'élément d'entrée par un embrayage d'entrée (15) de type multidisque, le rotor étant relié sélectivement au premier élément de sortie par un premier embrayage de sortie (16) de type multidisque, - un premier étage de ressorts (31) entre l'élément d'entrée et le rotor, caractérisé en ce que le dispositif comprend un support de rotor (35) comportant une cloison (36) sensiblement transversale disposée axialement entre l'embrayage d'entrée (15) et le premier embrayage de sortie (16).

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 à combustion interne 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 2007 003 107 A1.
Dans le document DE 10 2007 003 107 A1, le dispositif comprend trois actionneurs distincts pour l’actionnement des embrayages. Ces actionneurs sont ici empilés radialement et décalés par rapport aux embrayages ce qui rend le dispositif peu compact, notamment radialement. Par ailleurs l’amenée d’huile pour l’actionneur le plus loin de l’axe de rotation du dispositif nécessite un parcours complexe à réaliser. Enfin la pièce intermédiaire présente une forme complexe notamment entre les embrayages d’entrée et de sortie. Enfin, l’amené d’huile se fait côté moteur à combustion interne dans un environnement encombré.
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 dispositifs sont au choix peu performants en terme de filtrations des acyclismes ou encombrants axialement si un tel amortisseur est prévu en amont, entre le dispositif et le moteur thermique.
L’invention vise à permettre de bénéficier d’un dispositif de transmission de couple permettant de concilier les exigences de compacité axiale 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,
- une machine électrique tournante comprenant un rotor disposé au sens de la transmission de couple, entre l’élément d’entrée et le premier élément de sortie, le rotor étant relié sélectivement à l’élément d’entrée par un embrayage d’entrée de type multidisque, le rotor étant relié sélectivement au premier élément de sortie par un premier embrayage de sortie de type multidisque,
- un premier étage de ressorts entre l’élément d’entrée et le rotor, caractérisé en ce que le dispositif comprend un support du rotor comportant une cloison sensiblement transversale disposée axialement entre l’embrayage d’entrée et le premier embrayage de sortie.
Un tel support de rotor permet de guider efficacement le rotor de la machine électrique. Un tel support de rotor permet de réaliser la liaison fonctionnelle entre l’embrayage d’entrée et les embrayages de sortie.
Selon un aspect de l’invention, la cloison peut transmettre le couple entre l’élément d’entrée et le premier élément de sortie. La cloison transmet le couple issu du moteur à combustion interne vers la boite de vitesses. La cloison transmet également le couple issu du moteur électrique vers la boite de vitesses, dans un sens direct de transmission de couple, ou vers le moteur à combustion interne, dans un sens rétro de transmission de couple.
Selon un aspect de l’invention, la cloison peut former un contre-appui pour l’embrayage d’entrée et/ou pour le premier embrayage de sortie.
La cloison permet de s’extraire de pièce spécifique pour réaliser le contre-appui des ensembles multidisques.
La fonction de contre-appui permet de limiter le déplacement axial de l’ensemble multidisque en réaction à l’effort d’actionnement. Le contre-appui est donc sollicité en position embrayée de l’embrayage.
En particulier, la cloison peut former un contre-appui pour l’embrayage d’entrée et pour le premier embrayage de sortie.
Le contre-appui peut être appliqué dans une zone localisée de l’embrayage, notamment une zone médiane de sorte que l’embrayage ne fléchit pas en réaction à l’effort d’actionnement.
Les contre-appuis peuvent être des bossages ménagés dans la cloison. Ils peuvent aussi être formés par un élément rapporté. Les contreappuis s’étendent de préférence sur toute la circonférence. Les contreappuis peuvent être continus sur toute la circonférence ou comporter des parties discrètes réparties sur une circonférence.
Selon un aspect de l’invention, le support peut être porté par le premier élément de sortie. Le support peut être centré sur le premier élément de sortie.
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.
Une pluralité de, notamment deux, roulements à billes de support décalés axialement peuvent être prévus entre le support et le premier élément de sortie. En variante, des paliers lisses peuvent être utilisés.
En variante, le support peut être porté par l’élément d’entrée. L’élément d’entrée comprend alors une jupe axiale disposée entre le premier élément de sortie et le support. Les roulements à billes de support sont alors prévus entre cette jupe et le support de rotor.
Selon un autre aspect de l’invention, le support peut comporter un manchon interne pour l’agencement d’un organe d’actionnement de l’embrayage d’entrée.
Le manchon interne peut venir en prolongement d’une extrémité interne de la cloison. Le manchon peut être d’un seul tenant avec la cloison ou assemblés ensemble, notamment par soudure.
L’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 d’entrée. L’organe de transmission de force est mobile sous l’effet de la pression du fluide dans la chambre d’actionnement. Cet organe d’actionnement est aussi appelé actionneur de type « piston ».
Associée à la chambre d’actionnement, l’organe d’actionnement, 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.
Les roulements à billes de support peuvent être disposés axialement de part et d’autre de la chambre d’actionnement, de préférence de part et d’autre des chambres d’actionnement et de compensation.
Selon un autre aspect de l’invention, le premier élément de sortie peut être centré sur l’élément d’entrée.
Le premier élément de sortie peut comprendre un premier voile relié en rotation, par exemple par liaison cannelée, à un premier arbre de sortie qui peut être le premier arbre d’entrée de la boîte de vitesses.
L’élément d’entrée peut comprendre une inertie primaire apte à être fixée à un nez de vilebrequin, par exemple par une pluralité de vis.
Une bague de centrage peut être prévue entre le nez du vilebrequin et le premier arbre de sortie pour rattraper les jeux de montage entre le moteur thermique et la boite de vitesses.
Selon un autre aspect de l’invention, le premier élément de sortie comprend un réseau fluidique pour l’approvisionnement de l’organe d’actionnement de l’embrayage d’entrée.
Le réseau fluidique peut comprendre une première série de canaux axiaux, au moins un, décalés circonférentiellement, ménagés dans le premier arbre de sortie et qui débouchent sur une même gorge circonférentielle pour alimenter en fluide la chambre d’actionnement de l’actionneur de l’embrayage d’entrée. Le premier arbre de sortie est ainsi un arbre creux.
En regard de la gorge circonférentielle, des ouvertures sont prévues dans le manchon interne pour le passage du fluide vers la chambre d’actionnement. Lorsque le support de rotor est porté par l’élément d’entrée, des ouvertures sont également prévues dans la jupe axiale, en regard de la gorge circonférentielle.
Selon un autre aspect de l’invention, le réseau fluidique peut également comprendre une deuxième série de canaux axiaux, au moins un, décalés circonférentiellement, qui débouchent sur une même gorge circonférentielle au niveau de l’embrayage d’entrée pour le passage d’un fluide de refroidissement de l’embrayage d’entrée.
Enfin, selon un autre aspect de l’invention, le réseau fluidique peut également comprendre une troisième série de canaux axiaux, au moins un, décalés circonférentiellement, qui débouchent sur une même gorge circonférentielle pour alimenter en fluide la chambre de compensation de l’actionneur de l’embrayage d’entrée. Selon un autre aspect de l’invention, les fluides de refroidissement et de compensation peuvent être identiques.
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.
Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif peut également comprendre un deuxième élément de sortie de couple, apte à être couplé en rotation à un deuxième arbre d’entrée de la boîte de vitesses.
Le deuxième élément de sortie peut être disposé en parallèle du premier élément de sortie de couple au sens de la transmission de couple, le rotor étant relié sélectivement au deuxième élément de sortie par un deuxième embrayage de sortie de type multidisque. Le deuxième embrayage peut être du même côté que le premier embrayage de sortie par rapport à la cloison.
Le deuxième élément de sortie peut comprendre un deuxième voile relié en rotation, par exemple par liaison cannelée, à un deuxième arbre de sortie qui peut être le deuxième arbre d’entrée de la boîte de vitesses.
Le deuxième arbre de sortie peut être coaxial du premier arbre de sortie, notamment il peut être creux et entourer le premier arbre de sortie.
Selon un autre aspect de l’invention, le support peut comprendre une cloison secondaire disposée sensiblement axialement de l’autre côté des premier et deuxième embrayages de sortie par rapport à la cloison. Les embrayages de sortie sont donc encadrés axialement par deux cloisons du support de rotor.
La cloison secondaire peut se prolonger radialement à l’intérieur par un manchon secondaire interne pour l’agencement d’un premier organe d’actionnement et d’un deuxième organe d’actionnement respectivement des premier et deuxième embrayages de sortie. Le manchon est ainsi mutualisé pour les deux organes d’actionnement.
Le manchon secondaire peut être porté par un distributeur fixe. Le distributeur peut comprendre un réseau fluidique pour l’approvisionnement en fluide des premier et deuxième organes d’actionnement.
Les organes d’actionnement peuvent comprendre une chambre d’actionnement délimitée en partie par le manchon secondaire et par un organe de transmission de force mobile axialement par rapport au manchon secondaire et apte à coopérer avec l’un des embrayages de sortie.
Associée à la chambre d’actionnement, chaque organe d’actionnement, peut comprendre une chambre de compensation délimitée en partie par l’organe de transmission de force et par le manchon secondaire. Cette chambre peut également être étanche, au moins radialement vers l’extérieur.
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.
Les chambres d’actionnement de chacun des organes d’actionnement peuvent être disposées sur une même hauteur radiale ce qui permet de libérer de l’espace sous le rotor, par exemple pour y insérer le premier étage de ressort.
A l’instar du réseau fluidique du premier élément de sortie, le réseau fluidique du distributeur peut comprendre, pour chaque chambre d’actionnement, une première série de canaux axiaux, au moins un, 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 la gorge circonférentielle, des ouvertures sont prévues dans le manchon secondaire 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, décalés circonférentiellement, qui débouchent sur une même gorge circonférentielle pour le passage d’un fluide de refroidissement des embrayages de sortie. Des ouvertures dans le manchon secondaire peuvent être prévus dans la cloison secondaire ou au pied de ladite cloison pour le passage du fluide de refroidissement.
Le réseau fluidique peut également comprendre, pour chaque chambre de compensation, une troisième série de canaux axiaux, au moins un, 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.
De, préférence, les deuxième et troisième séries de canaux axiaux sont identiques et il n’existe qu’une unique gorge circonférentielle pour le fluide de refroidissement et le fluide de compensation.
Les 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.
La cloison secondaire peut être encadrée par les chambres d’actionnement de chacun des organes d’actionnement.
Des roulements à aiguilles peuvent être prévus entre le manchon secondaire et le distributeur, de préférence deux, disposés axialement de part et d’autres des chambres d’actionnement de manière à ce qu’ils soient au niveau des extrémités axiales du manchon secondaire.
Selon un autre aspect de l’invention, les premier et deuxième embrayages de sortie sont empilés radialement. Cela permet d’améliorer la compacité axiale du dispositif.
Le premier embrayage de sortie peut être radialement à l’extérieur du deuxième embrayage de sortie.
L’organe de transmission de force du premier embrayage de sortie peut présenter une périphérie externe équipée d’une pluralité de doigts présentant une orientation axiale et passant chacun au travers de la cloison secondaire à la faveur d’une ouverture.
Les doigts sont aptes et destinés à coopérer avec le premier embrayage.
La cloison secondaire peut former un contre-appui pour le deuxième embrayage de sortie pour limiter le déplacement axial de l’ensemble multidisque en réaction à l’effort d’actionnement. Ce contre-appui peut être un bossage de la cloison secondaire, il peut être aussi formé par un élément rapporté. Le contre-appui s’étend de préférence sur toute la circonférence.
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 solidaires 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 portesdisques 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, pour chaque embrayage, les plateaux peuvent être solidaires en rotation du porte-disques solidaire en rotation du support de rotor. Cela permet de réaliser le contre-appui pour chaque embrayage par les cloisons qui sont solidaires du support de rotor.
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 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 autre aspect de l’invention, le premier étage de ressorts est disposé entre l’élément d’entrée et l’embrayage d’entrée au sens de la transmission de couple. Le premier étage de ressorts peut être disposé dans l’espace intérieur de la machine électrique, notamment radialement entre l’embrayage d’entrée et le rotor.
Selon un autre aspect de l’invention, un deuxième étage de ressorts peut être prévu entre l’élément d’entrée et le rotor, au sens de la transmission de couple, les deux étages de ressorts étant agencés en série.
Les deux étages de ressorts peuvent être disposés en amont de l’embrayage d’entrée. Les deux étages de ressorts peuvent être disposés radialement entre l’embrayage d’entrée et le rotor. Les deux étages de ressorts peuvent être disposés sur une même hauteur radiale.
Selon un autre aspect de l’invention, un dispositif d’amortissement pendulaire peut être disposé entre les deux étages de ressorts. En variante, le dispositif d’amortissement pendulaire peut être disposé entre le premier étage de ressorts et l’embrayage d’entrée lorsqu’un seul étage de ressorts est prévu.
Un élément intermédiaire est disposé entre les étages de ressorts pour transmettre le couple et pour synchroniser les ressorts.
Le dispositif d’amortissement pendulaire peut comprendre un support de pendule solidaire de l’élément intermédiaire, 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.
Le support de pendule peut être d’un seul tenant avec l’élément intermédiaire ou ils peuvent être assemblés, par exemple par rivetage.
L’élément intermédiaire peut être porté par l’élément d’entrée. Un roulement à billes peut être prévu entre l’élément intermédiaire et l’élément d’entrée.
Selon une variante d’agencement du deuxième étage de ressort, l’embrayage d’entrée peut être disposé au sens de la transmission de couple entre les deux étages de ressorts.
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,
- la figure 2 est une vue en coupe axiale selon un deuxième exemple du dispositif, et
- la figure 3 est une vue en coupe axiale selon un troisième exemple du dispositif.
En relation avec la figure 1, 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 l’exemple considéré, le deuxième élément de sortie 8 est disposé en parallèle du premier élément de sortie 5 au sens de la transmission de couple.
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 8 de sortie d’autre part.
Dans l’exemple considéré, 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 de boite 6 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 de boite 6 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 que le premier embrayage de sortie 16 est configuré dans la position embrayée. Le premier arbre de 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 de boite 9 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 de boite 6 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 que le premier embrayage de sortie 16 est configuré dans la position embrayée. Le deuxième arbre de 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.
Bien entendu, chaque embrayage peut prendre n’importe quelle configuration entre la configuration embrayée et la configuration débrayée.
Dans l’ensemble des exemples considérés en référence aux figures 1 à 7, le premier embrayage de sortie 16 est agencé pour engager les rapports impairs de la boite de vitesses et le deuxième embrayage de sortie 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 et 17 et de l’embrayage d’entrée 15.
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 l’exemple considéré, les embrayages de sortie 16, 17 sont empilés radialement, le premier embrayage de sortie est radialement à l’extérieur.
Dans l’exemple considéré, L’élément d’entrée 2 comprend une inertie primaire 20 fixée 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’inertie primaire 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 à combustion interne (non représenté).
Dans l’exemple considéré, 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 d’entrée 9 est creux et entoure le premier arbre d’entrée 6.
Dans l’exemple considéré, la machine électrique 12 est une machine synchrone à aimants permanents. Le stator 14, fixe, est à l’extérieur 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 ressort. 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 l’exemple considéré, les deux étages de ressorts 31, 32 sont radialement entre l’embrayage d’entrée et le rotor, sur une même hauteur radiale et un élément intermédiaire 34 est disposé entre les deux étages pour transmettre le couple et synchroniser les ressorts. L’élément intermédiaire 34 présente ici une section sensiblement en forme de « Y ».
Dans l’exemple considéré, 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.
Dans l’exemple considéré, les étages de ressorts 31, 32 comprennent chacun quatre ressorts.
Dans l’exemple considéré, le dispositif 1 comprend également un support de rotor 35 pour son maintien radial. Ce support 35 comporte notamment une cloison 36 sensiblement transversale disposée axialement entre l’embrayage d’entrée 15 d’une part et les premier et deuxième embrayages de sortie 16, 17, d’autre part.
Le support 35 comporte également un manchon externe 37 cannelé qui coopère avec le rotor dont la surface interne est également cannelée. Un moyen d’arrêt en translation 38, par exemple un circlips, 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.
Dans l’exemple considéré, le support 35 comprend également une cloison secondaire 40 disposée sensiblement axialement de l’autre côté des premier et deuxième embrayages de sortie par rapport à la cloison 36. Les embrayages de sortie 16, 17 sont donc encadrés axialement par deux cloisons du support 35.
Pour plus de clarté, les références numériques associées aux embrayages du dispositif 1 ont été reportées sur la figure 2. II n’y a aucune différence structurelle par rapport à l’exemple considéré à la figure 1 en ce qui concerne ces embrayages.
Dans l’exemple considéré, 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’intérieur, solidaire en rotation du support 35, et
- un ensemble multidisque 44 comprenant une pluralité de disque de friction solidaires en rotation du 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 du porte-disques de sortie et des garnitures de friction disposées entre les plateaux et un disque de friction.
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 support 35,
- 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 une pluralité de disque de friction solidaires en rotation du 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 du porte-disques de sortie et des garnitures de friction disposées entre les plateaux et un disque 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 une pluralité de disque de friction solidaires en rotation du 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 du porte-disques de sortie et des garnitures de friction disposées entre les plateaux et un disque de friction,
Dans leur 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 portedisques de sortie.
Chacun des ensembles multidisques 44, 48, 51 comprend cinq disques sur lesquels sont fixées de chaque côté une garniture de friction. Chaque ensemble comprend également six plateaux, les plateaux définissent les extrémités axiales de l’ensemble multidisques.
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 cannelés.
Dans l’exemple considéré, les porte-disques des embrayages de sortie 47, 50 sont en regard, aucune pièce n’est interposée eux deux. Le porte-disques de premier embrayage de sortie permet l’entrainement en rotation de la cloison secondaire 40 par la cloison 36, ce porte-disques transmet le couple vers le second embrayage de sortie 17.
Dans l’exemple considéré, le porte-disques d’entrée 50 du second embrayage s’étend axialement depuis la cloison secondaire 40.
Dans l’exemple considéré, le support 35 comporte également un manchon interne 55 pour l’agencement d’un organe d’actionnement 56 de l’embrayage d’entrée. Ce manchon interne vient en prolongement d’une extrémité interne de la cloison 36. Le manchon est ici d’un seul tenant avec la cloison 36. Les références numériques associées à l’actionnement des embrayages sont aussi reportées à la figure 2.
Dans l’exemple considéré, l’organe d’actionnement 56 comprend une chambre d’actionnement 58 délimitée en partie par le manchon interne 55 et par un organe de transmission de force 59 mobile axialement par rapport au manchon interne et apte à coopérer avec l’embrayage d’entrée 16, en particulier avec un plateau d’extrémité de l’ensemble multidisques 44. L’organe de transmission de force est mobile sous l’effet de la pression du fluide dans la chambre d’actionnement. Cet organe d’actionnement est aussi appelé actionneur de type « piston ».
Un moyen d’arrêt axial 60 est prévu pour limiter le mouvement de la chambre d’actionnement de sorte que c’est uniquement l’organe de transmission de force 59 qui bouge axialement. Le moyen d’arrêt axial comprend ici un circlips 61 et un anneau de renfort 62.
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. Ce moyen de rappel est ici une rondelle Belleville disposé, à l’extérieur de la chambre d’actionnement 56 entre l’organe de transmission et un élément d’appui solidaire du support 35, en particulier solidaire du porte-disques de sortie 43.
Dans l’exemple considéré, le premier arbre d’entrée 6 de la boite de vitesses comprend un réseau fluidique 66 pour l’approvisionnement de l’organe d’actionnement 56. Le réseau fluidique comprend un canal axial 67 d’une première série, qui débouchent sur une gorge circonférentielle 68 pour alimenter en fluide la chambre d’actionnement 58.
En regard de la gorge circonférentielle, des ouvertures, non visibles dans le plan de coupe des figures, sont prévues dans le manchon interne 55 pour le passage du fluide vers la chambre d’actionnement 58.
Le réseau fluidique 66 comprend aussi une deuxième série de canaux axiaux, au moins un, décalés circonférentiellement, qui débouchent sur une même gorge circonférentielle 69 au niveau de l’embrayage d’entrée pour le passage d’un fluide de refroidissement de l’embrayage d’entrée.
Trois bagues d’étanchéité 70, par exemple en plastique, sont prévues de part et d’autre de chaque gorge circonférentielle.
Dans l’exemple considéré, la cloison secondaire 40 se prolonge radialement à l’intérieur par un manchon secondaire 71 interne pour l’agencement d’un premier 72 et d’un deuxième 73 organes d’actionnement respectivement des premier et deuxième embrayages de sortie 16, 17. Le manchon secondaire 71 est ainsi mutualisé pour les deux organes d’actionnement 72, 73.
Dans l’exemple considéré, le manchon secondaire 71 est porté par un distributeur 74 fixe. Ce distributeur est concentrique des arbres d’entrée de boite. Le distributeur 74 comprend un réseau fluidique 75 pour l’approvisionnement en fluide des premier et deuxième organes d’actionnement 72, 73.
Les organes d’actionnement 72, 73 comprennent chacun une chambre d’actionnement respectivement 76, 77 délimitée en partie par le manchon secondaire 71 et par un organe de transmission de force mobile axialement, respectivement 79, 80 par rapport au manchon secondaire et apte à coopérer avec l’un des embrayages de sortie.
Dans l’exemple considéré, l’organe de transmission de force du premier embrayage de sortie 73 présente une périphérie externe équipée d’une pluralité de doigts 82 présentant une orientation axiale et passant chacun au travers de la cloison secondaire à la faveur d’une ouverture 83. Les doigts 82 sont aptes et destinés à coopérer avec le premier embrayage de sortie, en particulier avec un plateau d’extrémité de l’ensemble multidisques 44.
A l’identique de l’organe d’actionnement 56 de l’embrayage d’entrée 15, les organes d’actionnement comprennent chacun un moyen de rappel en position ouverte, respectivement 84, 85, et un moyen d’arrêt axial 86, 87 dans les mêmes configurations que ceux de l’organe d’actionnement de l’embrayage d’entrée. En particulier, le moyen de rappel en position ouverte 84 du premier embrayage de sortie est une rondelle Belleville disposée entre la cloison secondaire 40 et l’organe de transmission de force 79.
Dans l’exemple considéré, les chambres d’actionnement 76, 77 peuvent être disposées sur une même hauteur radiale. La cloison secondaire 40 est encadrée par les chambres d’actionnement 76, 77.
Dans l’exemple considéré, le réseau fluidique 75 du distributeur comprend un canal axial 110 qui débouche sur une gorge circonférentielle 111 ménagée dans le distributeur 74, pour alimenter en fluide la chambre d’actionnement 76 du premier embrayage de sortie. D’autres canaux axiaux décalés circonférentiellement du canal axial 110 et débouchant sur la même gorge circonférentielle 111 peuvent définir une première série de canaux axiaux. En regard de la gorge circonférentielle, des ouvertures, non visibles dans le plan de coupe des figures, sont prévues dans le manchon secondaire 71 pour le passage du fluide vers la chambre d’actionnement 76.
Un tel canal axial n’est pas visible dans le plan de coupe des figures mais le paragraphe précédent s’applique également au deuxième embrayage de sortie 17.
Le réseau fluidique peut également comprendre une deuxième série de canaux axiaux, au moins un, décalés circonférentiellement, qui débouchent sur une même gorge circonférentielle 113 pour le passage d’un fluide de refroidissement des embrayages de sortie 16, 17. Des ouvertures dans le manchon secondaire peuvent être prévus dans la cloison secondaire ou au pied de ladite cloison pour le passage du fluide de refroidissement.
Quatre bagues d’étanchéité 114, par exemple en plastique, peuvent être prévues de part et d’autre de chaque gorge circonférentielle.
Dans l’exemple considéré, deux roulements à aiguilles 90 sont prévus entre le manchon secondaire 71 et le distributeur 74 disposés axialement de part et d’autres des chambres d’actionnement 76, 77.
Dans l’exemple considéré, la cloison secondaire 40 forme un contreappui 95 pour le deuxième embrayage de sortie 17 pour limiter le déplacement axial de l’ensemble multidisque 51 en réaction à l’effort d’actionnement. Le contre-appui 95 est ici un bossage s’étendant de préférence sur toute la circonférence.
Dans l’exemple considéré, la cloison 36 forme un contre-appui 96 pour l’embrayage d’entrée 15 et un contre-appui 97 pour le premier embrayage de sortie 16. Cette cloison permet de s’extraire de pièce spécifique pour réaliser le contre-appui des ensembles multidisques.
Le contre-appui est appliqué dans une zone localisée des ensembles multidisques 44, 48.
Les contre-appuis 96, 97 sont des bossages de la cloison 36 qui s’étendent de préférence sur toute la circonférence.
Dans l’exemple considéré, le premier arbre d’entrée 6 est centré sur l’élément d’entrée 2, en particulier par l’intermédiaire d’une bague de centrage 92 prévue entre le nez du vilebrequin 21 et le premier arbre d’entrée 6.
Dans les exemples considérés aux figures 1 et 2, le support 35 est porté par le premier arbre d’entrée 6 et centré sur le premier arbre d’entrée 6 de boite de vitesses. Deux roulements à billes de support 93 décalés axialement sont prévus, ils encadrent axialement la chambre d’actionnement de l’embrayage d’entrée 15 et les canaux radiaux 68 du réseau fluidique. Les roulements 93 sont montés en « O » de sorte à supporter un désalignement du premier arbre d’entrée 6 de boite de vitesses.
Dans l’exemple considéré à la figure 3, le support 35 est porté par une jupe axiale 105 de l’élément d’entrée 2 disposée entre le manchon interne et le premier arbre 6 de la boite de vitesses. Les roulements à billes de support 93 sont alors prévus entre cette jupe et le support de rotor. Des ouvertures sont également prévues dans la jupe axiale 105, en regard des gorges circonférentielles associées à la chambre d’actionnement et au fluide de refroidissement.
Dans l’exemple considéré à la figure 3, le manchon interne 55 et la cloison 36 viennent de deux pièces distinctes assemblées ensemble par soudure. Des ouvertures sont aussi prévues dans la jupe axiale en regard des ouvertures 69 du manchon.
Ce qui a été décrit en référence à la figure 1, s’applique à la description de la figure 3 à l’exception des deux derniers paragraphes.
Enfin dans l’exemple considéré à la figure 2, diffère de celui de la figure 1 en ce qu’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, 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 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 est ici formé en deux parties rivetées îo entre elles et soudées à l’élément intermédiaire 34. L’élément intermédiaire est porté par l’élément d’entrée 2 au moyen d’un roulement à billes 102 prévu entre l’élément intermédiaire 34 et l’élément d’entrée 2.

Claims (11)

  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 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,
    - une machine électrique tournante (12) comprenant un rotor (13) disposé au sens de la transmission de couple, entre l’élément d’entrée (2) et le premier élément de sortie (5), le rotor étant relié sélectivement à l’élément d’entrée par un embrayage d’entrée (15) de type multidisque, le rotor étant relié sélectivement au premier élément de sortie par un premier embrayage de sortie (16) de type multidisque,
    - un premier étage de ressorts (31) entre l’élément d’entrée et le rotor, caractérisé en ce que le dispositif comprend un support de rotor (35) comportant une cloison (36) sensiblement transversale disposée axialement entre l’embrayage d’entrée (15) et le premier embrayage de sortie (16).
  2. 2. Dispositif (1) de transmission de couple selon la revendication 1, la cloison (36) formant un contre-appui (86, 87) pour l’embrayage d’entrée (15) et/ou pour le premier embrayage de sortie (16).
  3. 3. Dispositif (1) de transmission de couple selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (35) est porté par le premier élément de sortie (5) ou par l’élément d’entrée (2).
  4. 4. Dispositif (1) de transmission de couple selon l’une des revendications précédentes, le support (35) comporte un manchon interne (55) pour l’agencement d’un organe d’actionnement (56) de l’embrayage d’entrée.
  5. 5. Dispositif (1) de transmission de couple selon l’une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier élément de sortie (5) est centré sur l’élément d’entrée (2).
  6. 6. Dispositif (1) de transmission de couple selon l’une des revendications précédentes, le premier élément de sortie (5) comprend un réseau fluidique (66) pour l’approvisionnement de l’organe d’actionnement (56) de l’embrayage d’entrée.
  7. 7. Dispositif (1) de transmission de couple selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend également un deuxième élément de sortie de couple (8), apte à être couplé en rotation à un deuxième arbre d’entrée (9) d’une boîte de vitesses, le deuxième élément de sortie étant disposé en parallèle du premier élément de sortie de couple (5) au sens de la transmission de couple, le rotor (12) étant relié sélectivement au deuxième élément de sortie par un deuxième embrayage de sortie (17) de type multidisque.
  8. 8. Dispositif (1) de transmission de couple selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le support (35) comprend une cloison secondaire (40) disposée sensiblement axialement de l’autre côté des premier et deuxième embrayages de sortie (16, 17) par rapport à la cloison (35), la cloison secondaire (40) se prolongeant radialement à l’intérieur par un manchon secondaire (71) interne pour l’agencement d’un premier organe d’actionnement (72) et d’un deuxième organe d’actionnement (73) respectivement des premier et deuxième embrayages de sortie (16, 17), le manchon secondaire (71) étant porté par un distributeur (74) fixe, le distributeur comprenant un réseau fluidique (75) pour l’approvisionnement en fluide des premier et deuxième organe d’actionnement.
  9. 9. Dispositif (1) de transmission de couple selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les premier et deuxième embrayages de sortie (16, 17) sont empilés radialement.
    5
  10. 10. Dispositif (1 ) de transmission de couple selon l’une des reven- dications 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).
    o
  11. 11. Dispositif (1) de transmission de couple selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’un dispositif d’amortissement pendulaire (98) est disposé entre les deux étages de ressorts (31, 32).
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