FR3099218A1 - Unité d'amortissement des vibrations pour un véhicule à moteur hybride avec amortisseur à ressort et accouplement à friction ; ainsi que transmission - Google Patents

Unité d'amortissement des vibrations pour un véhicule à moteur hybride avec amortisseur à ressort et accouplement à friction ; ainsi que transmission Download PDF

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Abstract

L'invention concerne une unité d'amortissement des vibrations (1) pour un véhicule à moteur hybride, avec un amortisseur à ressort (4) comprenant une partie primaire (2) et une partie secondaire (3) qui est supportée élastiquement par rapport à la partie primaire (2), la partie secondaire (3) comprenant un élément en forme de disque (6) supporté élastiquement dans un sens de rotation par rapport à la partie primaire (2) par au moins un dispositif à ressort (5) et un volant moteur (7) fixé à l'élément en forme de disque (6), lequel volant moteur (7) présente une largeur supérieure à l'élément en forme de disque (6) et avec un limiteur de couple (8) conçu comme accouplement à friction, ledit limiteur de couple (8) comporte un élément récepteur (9) fixé directement au volant moteur (7) et un élément en forme de moyeu (11) couplé à l'élément récepteur (9) au moyen d'une liaison mécanique par force de friction (10), la liaison mécanique par force de friction (10) étant dimensionnée de sorte que l'élément récepteur (9) et l'élément en forme de moyeu (11) soient reliés entre eux en permanence solidaires en rotation en dessous d'un certain seuil de couple d'un couple à transmettre pendant le fonctionnement et exécutent une rotation relative l'un par rapport à l'autre au-dessus dudit seuil de couple. L'invention concerne également une transmission (23) avec cette unité d'amortissement des vibrations (1).

Description

Unité d'amortissement des vibrations pour un véhicule à moteur hybride avec amortisseur à ressort et accouplement à friction ; ainsi que transmission
L'invention concerne une unité d'amortissement des vibrations pour un véhicule à moteur hybride, c'est-à-dire une transmission d'un véhicule à moteur hybride, telle qu'une voiture, un camion, un bus ou tout autre véhicule utilitaire. Le véhicule à moteur est de préférence équipé d'un moteur à combustion interne conçu comme un moteur à 3 ou 4 cylindres. Par ailleurs, l'invention concerne une transmission pour véhicule à moteur hybride avec cette unité d'amortissement des vibrations.
Il a été démontré que les unités d'amortissement des vibrations connues, telles que les unités d'amortissement des vibrations qui ont un amortisseur à ressort conçu comme un volant bi-masse et sont disposées devant un dispositif d'embrayage, ont souvent l'inconvénient de ne pas avoir un effet d'amortissement fiable pour tous les types de moteurs à combustion interne en raison de leur comportement d'amortissement. En particulier lors d'une utilisation avec des moteurs à 3 ou 4 cylindres, on constate dans certaines conditions de fonctionnement une élimination insatisfaisante des vibrations générées.
Un objectif de la présente invention est donc de surmonter ces inconvénients et, en particulier, de proposer une unité d'amortissement des vibrations qui, même utilisée dans des moteurs à combustion interne à quelques cylindres, par exemple des moteurs à 3 ou 4 cylindres, réalise un amortissement efficace des vibrations.
Selon l'invention, cet objectif est résolu par l'objet de la revendication 1. En conséquence, une unité d'amortissement des vibrations pour un véhicule à moteur hybride est revendiquée, l'unité d'amortissement des vibrations étant équipée d'un amortisseur à ressort ayant une partie primaire et une partie secondaire qui est supportée élastiquement par rapport à la partie primaire et équipée d'un limiteur de couple conçu comme accouplement à friction. La partie secondaire comprend en outre un élément en forme de disque lequel est supporté élastiquement dans un sens de rotation par rapport à la partie primaire par au moins un dispositif à ressort et un volant moteur fixé à l'élément en forme de disque, lequel volant moteur présente une largeur supérieure à l'élément en forme de disque et, par conséquent, une masse supérieure à celle de l'élément en forme de disque. Le limiteur de couple comprend en outre un élément récepteur directement rattaché au volant moteur et un élément en forme de moyeu couplé à l'élément récepteur au moyen d'une liaison mécanique par force de friction, la liaison mécanique par force de friction étant dimensionnée/suffisamment forte de sorte que l'élément récepteur et l'élément en forme de moyeu soient reliés entre eux en permanence solidaires en rotation en dessous d'un certain seuil de couple d'un couple à transmettre pendant le fonctionnement et exécutent une rotation relative l'un par rapport à l'autre au-dessus dudit seuil de couple.
La disposition intelligente du volant moteur dans un sens de la transmission du couple entre l'amortisseur à ressort et le limiteur de couple permet un amortissement efficace des vibrations pour les transmissions équipés de moteurs à 3 ou 4 cylindres.
D'autres modes de réalisation avantageux sont revendiqués avec les sous-revendications et expliqués plus en détail ci-après.
Si l'élément récepteur est fixé à la masse oscillante au moyen d'une liaison démontable (sans destruction), le désassemblage de l'unité d'amortissement des vibrations est considérablement facilité. Afin de pouvoir retirer l'amortisseur à ressort d'un vilebrequin du moteur à combustion interne, il suffit de désassembler la liaison démontable de sorte que le limiteur de couple soit complètement retiré des autres zones et de desserrer les autres liaisons entre l'amortisseur à ressort et le vilebrequin. Cela réduit considérablement le travail de désassemblage.
Si la liaison démontable est réalisée comme assemblage à vis, elle est particulièrement facile à monter.
Pour un support le plus uniforme possible, il est également avantageux que l'assemblage à vis comporte une pluralité de vis agencées réparties dans une direction circonférentielle.
Si l'élément récepteur comporte un premier corps de plaque qui repose axialement sur le volant moteur ou est intégré directement dans le volant moteur et un deuxième corps de plaque, lequel deuxième corps de plaque forme avec le premier corps de plaque un logement (axial) dans lequel est disposé un partenaire de friction fixé à l'élément de moyeu, le limiteur de couple est disposé directement et de manière compacte sur le volant moteur.
Dans ce contexte, il est également avantageux que le partenaire de friction présente au moins une garniture de friction serrée en permanence entre les corps de plaque, laquelle présente au moins une garniture de friction appuyée sur une première surface de friction du premier corps de plaque et/ou une seconde surface de friction du deuxième corps de plaque, la au moins une surface de friction étant disposée au moins partiellement à la même hauteur radiale avec plusieurs ressorts hélicoïdaux de l'amortisseur à ressort. Il en résulte que le volant moteur est rendu aussi grand que possible et que les surfaces de friction sont décalées autant que possible radialement vers l'extérieur afin d'améliorer encore l'effet d'amortissement.
Si le volant moteur est relié à l'élément en forme de disque par un assemblage rivé, il peut être facilement assemblé.
Par ailleurs, l'invention concerne une transmission pour un véhicule à moteur hybride, avec une unité d'amortissement des vibrations selon l'invention d'après au moins un des modes de réalisation décrits ci-dessus et avec un arbre relié de manière solidaire en rotation à l'élément en forme de moyeu et formant directement un arbre d'entrée de transmission d'une boîte de vitesse ou un arbre de liaison menant à la boîte de vitesse.
Autrement dit, une transmission hybride à volant bi-masse (DMF en abrégé) et à accouplement à friction est ainsi mise en œuvre selon l'invention. Avec la DMF, un accouplement à friction est vissé à la masse secondaire (partie secondaire). La DMF peut être réalisée aussi bien avec un amortisseur à ressort en arc qu'avec un amortisseur à ressort de compression. La transmission hybride peut être utilisée en combinaison avec des moteurs à 3 ou à 4 cylindres.
L'invention va maintenant être expliquée plus en détail à l'aide d'une figure.
L'unique figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'une unité d'amortissement des vibrations selon l'invention d'après un exemple de réalisation préférentiel, cette unité d'amortissement des vibrations étant utilisée dans une transmission hybride partiellement illustrée d'un véhicule à moteur.
la figure est simplement de nature schématique et n'est donc utilisée que pour comprendre l'invention.
L'unité d'amortissement des vibrations 1 selon l'invention comporte un amortisseur à ressort 4 selon la figure 1. L'amortisseur à ressort 4 est réalisé comme un volant bi-masse. Dans ce mode de réalisation, l'amortisseur à ressort 4 est conçu comme un amortisseur à ressort en arc et comprend par conséquent plusieurs ressorts hélicoïdaux 21 (ressorts de compression hélicoïdaux) qui sont répartis dans la direction circonférentielle et qui s'étendent en forme d'arc dans la direction circonférentielle. Dans ce contexte, il convient de signaler de manière générale que l'amortisseur à ressort 4 dans d'autres modes de réalisation est également équipé d'autres ressorts hélicoïdaux 21, de préférence de ressorts hélicoïdaux 21 (ressorts hélicoïdaux de compression) s'étendant en ligne droite. Outre l'amortisseur à ressort 4, l'unité d'amortissement des vibrations 1 comporte un limiteur de couple 8. Le limiteur de couple 8 est disposé immédiatement après l'amortisseur à ressort 4. Dans le cas présent, le limiteur de couple 8 ne possède pas de rondelle ressort par ailleurs habituelle.
L'unité d'amortissement des vibrations 1 est utilisée dans son intégralité dans une transmission 23, laquelle transmission 23 n'est représentée que par sections pour des raisons de clarté. Un arbre 24 de la transmission 23 est en particulier illustré, lequel arbre 24 mène à une boîte de vitesse de la transmission 23. L'arbre 24 est conçu soit directement comme arbre d'entrée de transmission, soit comme un arbre intermédiaire, ledit arbre intermédiaire menant alors de préférence à un module hybride intercalé entre la boîte de vitesse et le limiteur de couple 8. L'unité d'amortissement des vibrations 1 est ainsi disposée en fonctionnement dans le sens de la transmission du couple entre un moteur à combustion interne et une boîte de vitesse / un module hybride côté boîte de vitesse du côté de l'arbre 24.
Dans ce contexte, il convient de souligner de manière générale que les indications de direction employées ci-après, à savoir axiale, radiale et circonférentielle se réfèrent à un axe central de rotation 25 de l'unité d'amortissement des vibrations 1. La direction axiale / axiale doit donc être comprise comme une direction le long de / parallèle à l'axe de rotation 25 ; la direction radiale / radiale comme une direction perpendiculaire audit axe de rotation 25 et la direction circonférentielle comme une direction tangentielle à une ligne circulaire concentrique autour de l'axe de rotation 25.
L'amortisseur à ressort 4 présente une partie primaire 2 fixée en fonctionnement directement sur le vilebrequin (au moyen ici d'une attache 26 représentée en pointillés en forme de vis). La partie primaire 2 formant logement abrite une partie secondaire 3 qui peut être tournée par rapport à la partie primaire 2 dans une plage de rotation limitée. La partie secondaire 3, conformément à la nature d'un amortisseur à ressort 4, est supportée élastiquement par rapport à la partie primaire 2 par plusieurs ressorts hélicoïdaux 21 répartis dans la direction circonférentielle d'un dispositif à ressort 5. En raison de la conception de l'amortisseur à ressort 4 comme amortisseur à ressort en arc dans la présente figure 1, l'amortisseur à ressort 4 présente plusieurs coques 27 réparties et disposées dans la direction circonférentielle et qui supportent / guident les ressorts hélicoïdaux 21 vers l'extérieur dans la direction radiale.
La partie secondaire 3 présente un élément en forme de disque 6 supporté axialement au centre dans la partie primaire 2 formant logement. L'élément en forme de disque 6 est réalisé essentiellement sous la forme d'une plaque. L'élément en forme de disque 6 est en outre relié par sa face intérieure radiale avec un volant moteur 7 de manière solidaire en rotation. Le volant moteur 7 est également considéré dans ce mode de réalisation comme faisant partie de la partie secondaire 3. Dans ce mode de réalisation, le volant moteur 7 est appliqué / fixé à l'élément de disque 6 par un assemblage rivé 22. Le volant moteur 7 est réalisé comme composant massif et a donc une largeur (c'est-à-dire une extension axiale) supérieure à l'élément en forme de disque 6. L'élément en forme de disque 6 est également réalisé de préférence en tant que pièce en tôle, tandis que le volant moteur 7 est réalisé comme pièce moulée en fonte et / ou pièce forgée. À partir du point de jonction avec l'élément en forme de disque 6 réalisé par l'assemblage rivé 22, le volant moteur 7 quant à lui s'étend dans le sens radial vers l'extérieur et dans le sens axial de manière adjacente à la partie primaire 2.
Selon l'invention, le volant moteur 7 est disposé dans le sens de la transmission du couple entre l'élément en forme de disque 6 et le limiteur de couple 8. Le limiteur de couple 8 est réalisé comme accouplement à friction, c'est-à-dire comme un dispositif de friction glissant lorsqu'un certain seuil de couple est dépassé. Le limiteur de couple 8 comporte un élément récepteur 9. Dans ce mode de réalisation, l'élément récepteur 9 est réalisé en plusieurs parties, à savoir essentiellement en deux parties. Un premier corps de plaque 15 est supporté axialement directement par le volant moteur 7. Un second corps de plaque 16 est supporté axialement sur le premier corps de plaque 15 vers sa face extérieure radiale et est espacé du premier corps de plaque 15 dans certaines zones vers une face intérieure radiale.
Un logement 17 est formé dans le sens axial entre le premier corps de plaque 15 et le deuxième corps de plaque 16, un partenaire de friction 18 étant serré dans ledit logement 17. Le partenaire de friction 18 est en outre raccordé à un élément en forme de moyeu 11. L'élément en forme de moyeu 11 est lui-même directement relié à l'arbre 24 de manière solidaire en rotation. L'élément en forme de moyeu 11 forme ainsi, conjointement avec le partenaire de friction 18, une sorte de disque de friction. En raison de sa conception comme limiteur de couple 8, le partenaire de friction 18 n'est pas en contact de friction temporaire avec l'élément récepteur 9, comme c'est le cas avec un accouplement à friction commutable classique, mais plutôt de façon permanente. Les deux corps de plaque 15, 16 génèrent ainsi une force de pression axiale permanente sur le partenaire de friction 18, de sorte que le partenaire de friction 18 est couplé de manière permanente par friction à l'élément récepteur 9. La liaison mécanique par force de friction 10 mise en place de cette manière entre le volant moteur 7 et l'élément en forme de moyeu 11 est réalisée de sorte que le limiteur de couple 8 s'ouvre en fonctionnement lorsqu'un certain seuil de couple est dépassé, ce qui autorise ainsi automatiquement le patinage du volant moteur 7 par rapport à l'élément en forme de moyeu 11 et inversement. Ce seuil de couple est dimensionné en fonction d'une force de précharge axiale appliquée par les corps de plaque 15, 16.
Dans ce mode de réalisation, le partenaire de friction 18 est représenté avec deux garnitures de friction 19a, 19b, une première garniture de friction 19a étant utilisée pour s'appuyer contre une première surface de friction 20a du premier corps de plaque 15 et une deuxième garniture de friction 19b étant utilisée pour s'appuyer contre une seconde surface de friction 20b du deuxième corps de plaque 15. Dans d'autres modes de réalisation, le nombre de garnitures de friction 19a, 19b peut également être supérieur à deux ou de un.
Dans ce contexte, il est également évident que la première surface de friction 20a et la deuxième surface de friction 20b sont au moins partiellement disposées à une même hauteur radiale que les ressorts hélicoïdaux 21 de l'amortisseur à ressort 4.
Dans ce mode de réalisation, l'élément récepteur 9 avec ses deux corps de plaque 15, 16 est fixé au volant moteur 7 par une liaison démontable 12 en forme d'assemblage à vis 13. Plusieurs vis 14 réparties dans le sens circonférentiel sont prévues pour fixer les deux corps de plaque 15, 16 ensemble sur le volant moteur 7. Pour démonter l'unité d'amortissement des vibrations 1, il suffit donc de desserrer la liaison démontable 12 et de dévisser les vis correspondantes 14 pour atteindre le moyen de fixation 26 après retrait de l'élément récepteur 9 avec l'élément en forme de moyeu 11 / le limiteur de couple 8.
En d'autres termes et selon l'invention, un limiteur de couple 8 est vissé sur le côté secondaire 3 de l'amortisseur 4. Une masse secondaire 7 supplémentaire est placée devant le limiteur de couple 8. Ce limiteur de couple 8 est simplement vissé sur la masse secondaire 7 de sorte qu'il suffit de retirer les vis 14 en atelier pour déposer le limiteur de couple 8. La masse secondaire supplémentaire 7 en amont du limiteur de couple 8 permet notamment d'atteindre un niveau d'isolation suffisant sans augmenter le niveau d'impact. L'isolation nécessaire est réalisée notamment par la masse secondaire 7 ; les vis 14 facilitent la conversion du limiteur de couple 8 après glissement ; et le limiteur de couple 8 assure la limitation du niveau d'impact.
LISTE DE REFERENCES
1 Unité d'amortissement des vibrations
2 Partie primaire
3 Partie secondaire
4 Amortisseur à ressort
5 Dispositif à ressort
6 Élément en forme de disque
7 Volant moteur
8 Limiteur de couple
9 Élément récepteur
10 Liaison mécanique par force de friction
11 Élément en forme de moyeu
12 Liaison démontable
13 Assemblage à vis
14 Vis
15 Premier corps de plaque
16 Deuxième corps de plaque
17 Logement
18 Partenaire de friction
19a Première garniture de friction
19b Deuxième garniture de friction
20a Première surface de friction
20b Seconde surface de friction
21 Ressort hélicoïdal
22 Assemblage rivé
23 Transmission
24 Arbre
25 Axe de rotation
26 Moyen de fixation
27 Coque

Claims (8)

  1. Unité d'amortissement des vibrations (1) pour un véhicule à moteur hybride, avec un amortisseur à ressort (4) comprenant une partie primaire (2) et une partie secondaire (3) qui est supportée élastiquement par rapport à la partie primaire (2), la partie secondaire (3) comprenant un élément en forme de disque (6) supporté élastiquement dans un sens de rotation par rapport à la partie primaire (2) par au moins un dispositif à ressort (5) et un volant moteur (7) fixé à l'élément en forme de disque (6), lequel volant moteur (7) présente une largeur supérieure à l'élément en forme de disque (6) et avec un limiteur de couple (8) conçu comme accouplement à friction, ledit limiteur de couple (8) comporte un élément récepteur (9) fixé directement au volant moteur (7) et un élément en forme de moyeu (11) couplé à l'élément récepteur (9) au moyen d'une liaison mécanique par force de friction (10), la liaison mécanique par force de friction (10) étant dimensionnée de sorte que l'élément récepteur (9) et l'élément en forme de moyeu (11) soient reliés entre eux de façon constante solidaires en rotation en dessous d'un certain seuil de couple d'un couple à transmettre pendant le fonctionnement et exécutent une rotation relative l'un par rapport à l'autre au-dessus dudit seuil de couple.
  2. Unité d'amortissement des vibrations (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément récepteur (9) est fixé au volant moteur (7) au moyen d'une liaison démontable (12).
  3. Unité d'amortissement de vibrations (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la liaison démontable (12) est réalisée comme un assemblage à vis (13).
  4. Unité d'amortissement de vibrations (1) selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'assemblage à vis (13) comporte une pluralité de vis (14) disposées réparties dans une direction circonférentielle.
  5. Unité d'amortissement des vibrations (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'élément récepteur (9) comporte un premier corps de plaque (15) qui repose axialement sur le volant moteur (7) ou est intégré directement dans le volant moteur (7) et un deuxième corps de plaque (16), lequel deuxième corps de plaque (16) forme avec le le premier corps de plaque (15) un logement (17) dans lequel est disposé un partenaire de friction (18) fixé à l'élément en forme de moyeu (11).
  6. Unité d'amortissement des vibrations (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que le partenaire de friction (18) présente au moins une garniture de friction (19a, 19b) serrée en permanence entre les corps de plaque (15, 16), laquelle au moins une garniture de friction (19a, 19b) s'appuie sur une première surface de friction (20a) du premier corps de plaque (15) et/ou une seconde surface de friction (20b) du deuxième corps de plaque (16), la au moins une surface de friction (20a, 20b) étant disposée au moins partiellement à une même hauteur radiale avec plusieurs ressorts hélicoïdaux (21) de l'amortisseur à ressort (4).
  7. Unité d'amortissement des vibrations (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le volant moteur (7) est relié à l'élément en forme de disque (6) au moyen d'un assemblage rivé (22).
  8. Transmission (23) pour un véhicule à moteur hybride, avec une unité d'amortissement des vibrations (1) selon l'une des revendications 1 à 6 et un arbre (24) assemblé de manière solidaire en rotation à l'élément en forme de moyeu (11) et formant directement un arbre d'entrée de transmission d'une boîte de vitesse ou un arbre de liaison menant à la boîte de vitesse.
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