FR3108697A1 - Reducer for electric or hybrid vehicle with pendulum damping devices - Google Patents
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Abstract
Réducteur (3) pour groupe motopropulseur de véhicule électrique ou hybride, comprenant : - une roue menante (2) comprenant un premier nombre de dents (Z1), et apte à recevoir un couple généré par un moteur électrique, - une roue menée (2), comprenant un deuxième nombre de dents (Z2), et apte à transmettre le couple reçu de la roue menante à une ou plusieurs roues du véhicule venant en contact avec le sol, le réducteur (3) comprenant encore : - un premier dispositif d’amortissement pendulaire (5) associé à la roue menante, ayant un support (6) solidaire en rotation de la roue menante, et accordé au premier nombre de dents (Z1) de cette roue menante, et - un deuxième dispositif d’amortissement pendulaire (5) associé à la roue menée, ayant un support (6) solidaire en rotation de la roue menée, et accordé au deuxième nombre de dents (Z2) de la roue menée. Figure d’abrégé : Fig. 2Reducer (3) for the powertrain of an electric or hybrid vehicle, comprising: - a driving wheel (2) comprising a first number of teeth (Z1), and capable of receiving a torque generated by an electric motor, - a driven wheel (2 ), comprising a second number of teeth (Z2), and capable of transmitting the torque received from the driving wheel to one or more wheels of the vehicle coming into contact with the ground, the reduction gear (3) further comprising: - a first pendulum damping (5) associated with the driving wheel, having a support (6) integral in rotation with the driving wheel, and matched to the first number of teeth (Z1) of this driving wheel, and - a second pendulum damping device (5) associated with the driven wheel, having a support (6) integral in rotation with the driven wheel, and tuned to the second number of teeth (Z2) of the driven wheel. Abstract Figure: Fig. 2
Description
La présente invention concerne un réducteur pour véhicule électrique ou hybride avec dispositifs d’amortissement pendulaire, ainsi qu’un ensemble de propulsion pour un tel véhicule.The present invention relates to a reduction gear for an electric or hybrid vehicle with pendulum damping devices, as well as a propulsion assembly for such a vehicle.
Ce réducteur comprend de façon connue au moins une paire « roue menante / roue menée » pour permettre d’adapter la vitesse en sortie d’un moteur électrique à la vitesse des roues du véhicule qui viennent en contact avec le sol.This reducer comprises in a known manner at least one “driving wheel/driven wheel” pair to make it possible to adapt the speed at the output of an electric motor to the speed of the wheels of the vehicle which come into contact with the ground.
La coopération entre la roue menante et la roue menée peut créer un sirénement désagréable pour l’utilisateur du véhicule.The cooperation between the driving wheel and the driven wheel can create an unpleasant siren for the user of the vehicle.
Il existe un besoin pour réduire le bruit généré par la coopération entre une roue menante et une roue menée d’un réducteur de véhicule électrique ou hybride.There is a need to reduce the noise generated by the cooperation between a drive wheel and a driven wheel of an electric or hybrid vehicle reduction gear.
L’invention vise à répondre à ce besoin et elle y parvient, selon l’un de ses aspects,The invention aims to meet this need and it succeeds, according to one of its aspects,
à l’aide d’un réducteur pour véhicule électrique ou hybride, comprenant :using a reduction gear for an electric or hybrid vehicle, comprising:
- une roue menante comprenant un premier nombre de dents, et apte à recevoir un couple généré par un moteur électrique,- a drive wheel comprising a first number of teeth, and adapted to receive a torque generated by an electric motor,
- une roue menée, comprenant un deuxième nombre de dents, et apte à transmettre le couple reçu de la roue menante à une ou plusieurs roues du véhicule venant en contact avec le sol,- a driven wheel, comprising a second number of teeth, and able to transmit the torque received from the driving wheel to one or more wheels of the vehicle coming into contact with the ground,
le réducteur comprenant encore :the reducer further comprising:
- un premier dispositif d’amortissement pendulaire associé à la roue menante, ayant un support solidaire en rotation de la roue menante, et accordé au premier nombre de dents de cette roue menante, et- a first pendular damping device associated with the drive wheel, having a support integral in rotation with the drive wheel, and tuned to the first number of teeth of this drive wheel, and
- un deuxième dispositif d’amortissement pendulaire associé à la roue menée, ayant un support solidaire en rotation de la roue menée, et accordé au deuxième nombre de dents de la roue menée.- a second pendular damping device associated with the driven wheel, having a support integral in rotation with the driven wheel, and tuned to the second number of teeth of the driven wheel.
Selon l’invention, on associe à chacune des roues d’une paire « roue menante/roue menée » un dispositif d’amortissement pendulaire et chacun de ces dispositifs d’amortissement pendulaire est accordé au nombre de dents de la roue à laquelle il est associé.According to the invention, each of the wheels of a "drive wheel/driven wheel" pair is associated with a pendulum damping device and each of these pendulum damping devices is tuned to the number of teeth of the wheel to which it is associated.
La valeur d’ordre à laquelle est accordé un dispositif d’amortissement pendulaire peut être égale au nombre de dents de la roue à laquelle il est associé, ou ne pas être égale à ce nombre de dents mais être comprise entre 0,9 fois et 1,1 fois ce nombre de dents. Le rapport entre le premier nombre de dents et le deuxième nombre de dents peut être égal au rapport entre la valeur d’ordre à laquelle le premier dispositif d’amortissement pendulaire est accordé et la valeur d’ordre à laquelle le deuxième dispositif d’amortissement pendulaire est accordé. En variante, le rapport entre la valeur d’ordre à laquelle le premier dispositif d’amortissement pendulaire est accordé et la valeur d’ordre à laquelle le deuxième dispositif d’amortissement pendulaire est accordé n’est pas égal au rapport entre le premier nombre de dents et le deuxième nombre de dents mais il est compris entre 0,9 fois et 1,1 fois ce rapport entre le premier nombre de dents et le deuxième nombre de dents.The order value to which a pendular damping device is granted may be equal to the number of teeth of the wheel with which it is associated, or may not be equal to this number of teeth but may be between 0.9 times and 1.1 times this number of teeth. The ratio between the first number of teeth and the second number of teeth can be equal to the ratio between the order value to which the first pendular damping device is tuned and the order value to which the second damping device pendulum is granted. Alternatively, the ratio between the order value to which the first pendulum damping device is tuned and the order value to which the second pendulum damping device is tuned is not equal to the ratio between the first number of teeth and the second number of teeth but it is between 0.9 times and 1.1 times this ratio between the first number of teeth and the second number of teeth.
Au sens de la présente demande et pour une roue donnée :Within the meaning of the present application and for a given wheel:
- « axialement » se rapporte à l’axe de rotation de cette roue et signifie « parallèlement à cet axe »,- "axially" refers to the axis of rotation of this wheel and means "parallel to this axis",
- « radialement » signifie « dans un plan perpendiculaire à cet axe et le long d’une droite coupant cet axe »,- "radially" means "in a plane perpendicular to this axis and along a straight line intersecting this axis",
- « rayon » désigne le rayon de référence de la roue, étant compris entre la dimension radiale minimale de cette roue entre deux dents de cette roue et la dimension radiale maximale de cette roue au sommet d’une dent,- "radius" means the reference radius of the wheel, being between the minimum radial dimension of this wheel between two teeth of this wheel and the maximum radial dimension of this wheel at the top of a tooth,
- « position de repos » désigne la position d’un corps pendulaire centrifugé en l’absence de déplacement pour réduire l’irrégularité de couple générée par les efforts d’engrènement.- "rest position" means the position of a centrifugal pendular body in the absence of movement to reduce the torque irregularity generated by the meshing forces.
Au sens de la présente demande, au sein d’une paire « roue menante / roue menée », la roue menante est celle disposée en amont dans le chemin du couple transmis depuis le moteur électrique vers la ou les roues du véhicule en contact avec le sol, et la roue menée est celle disposée en aval dans ce chemin du couple. Comme on le verra ultérieurement, la roue menante et la roue menée ne sont pas nécessairement des roues consécutives du réducteur dans le chemin du couple.Within the meaning of the present application, within a "driving wheel/driven wheel" pair, the driving wheel is the one arranged upstream in the path of the torque transmitted from the electric motor to the wheel or wheels of the vehicle in contact with the ground, and the driven wheel is the one placed downstream in this torque path. As will be seen later, the driving wheel and the driven wheel are not necessarily consecutive wheels of the reducer in the torque path.
Chaque dent peut s’étendre le long de toute la dimension axiale de la roue correspondante ou sur moins de la totalité de cette dimension axiale.Each tooth may extend along the entire axial dimension of the corresponding wheel or less than the entire axial dimension.
Le deuxième nombre de dents est par exemple supérieur au premier nombre de dents. Le premier nombre de dents est par exemple compris entre 20 et 30 tandis que le deuxième nombre de dents peut être compris entre 70 et 90. La roue menante est par exemple un pignon monté sur l’arbre de sortie du moteur électrique. Le rayon de la roue menante peut être inférieur au rayon de la roue menée. L’inverse est également possible.The second number of teeth is for example greater than the first number of teeth. The first number of teeth is for example between 20 and 30 while the second number of teeth can be between 70 and 90. The drive wheel is for example a pinion mounted on the output shaft of the electric motor. The radius of the drive wheel can be smaller than the radius of the driven wheel. The reverse is also possible.
Dans tout ce qui précède, l’un au moins des dispositifs d’amortissement pendulaires peut avoir son support distinct de la roue à laquelle il est associé. Ce support peut ainsi être axialement décalé par rapport à cette roue et rigidement fixé à cette roue, par exemple via des rivets, des vis, ou encore une soudure. Dans le cas où l’une des roues de la paire « roue menante / roue menée » présente un rayon réduit, un tel déport du dispositif d’amortissement pendulaire permet l’association d’un dispositif d’amortissement à cette roue malgré les dimensions réduites de cette dernière. Cette roue de dimension réduite est par exemple la roue menante, qui peut par exemple être qualifiée de « pignon ».In all of the above, at least one of the pendular damping devices may have its support separate from the wheel with which it is associated. This support can thus be axially offset with respect to this wheel and rigidly fixed to this wheel, for example via rivets, screws, or else a weld. In the case where one of the wheels of the "driving wheel/driven wheel" pair has a reduced radius, such an offset of the pendular damping device allows the association of a damping device with this wheel despite the dimensions reduced by the latter. This wheel of reduced size is for example the driving wheel, which can for example be described as a “pinion”.
Dans tout ce qui précède, l’un au moins des dispositifs d’amortissement pendulaire peut avoir son support formé par la roue à laquelle il est associé.In all of the above, at least one of the pendulum damping devices may have its support formed by the wheel with which it is associated.
Dans un exemple particulier, chaque dispositif d’amortissement pendulaire a son support distinct de la roue à laquelle il est associé.In a particular example, each pendular damping device has its support separate from the wheel with which it is associated.
Dans un autre exemple particulier, chaque dispositif d’amortissement pendulaire a son support formé par la roue à laquelle il est associé.In another particular example, each pendular damping device has its support formed by the wheel with which it is associated.
Dans un autre exemple particulier, l’un des dispositifs d’amortissement pendulaire a son support distinct de la roue à laquelle il est associé, et l’autre des dispositifs d’amortissement pendulaire a son support formé par la roue à laquelle il est associé. La roue menée constitue par exemple le support du dispositif d’amortissement pendulaire associé à cette roue.In another particular example, one of the pendulum damping devices has its support separate from the wheel with which it is associated, and the other of the pendulum damping devices has its support formed by the wheel with which it is associated. . The driven wheel constitutes for example the support of the pendular damping device associated with this wheel.
Dans tout ce qui précède, l’un au moins des dispositifs d’amortissement pendulaire comprend au moins un corps pendulaire roulant dans une cavité ménagée dans le support.In all of the above, at least one of the pendular damping devices comprises at least one pendular body rolling in a cavity made in the support.
Le dispositif d’amortissement pendulaire associé à la roue menante peut comprendre le même nombre de corps pendulaires que le dispositif d’amortissement pendulaire associé à la roue menée. En variante, le nombre de corps pendulaires est différent d’un dispositif d’amortissement pendulaire à l’autre.The pendulum damping device associated with the drive wheel may comprise the same number of pendulum bodies as the pendulum damping device associated with the driven wheel. Alternatively, the number of pendulum bodies is different from one pendulum damping device to another.
La forme de la paroi de la cavité sur laquelle roule le corps pendulaire définit une piste de roulement choisie pour que le dispositif d’amortissement pendulaire soit accordé à la valeur d’ordre choisie. Comme déjà mentionnée, cette valeur d’ordre peut être égal au nombre de dents de la roue à laquelle le dispositif d’amortissement pendulaire est associé, ou être comprise entre 0,9 fois et 1,1 fois ce nombre de dents.The shape of the wall of the cavity on which the pendulum body rolls defines a rolling track chosen so that the pendulum damping device is tuned to the chosen order value. As already mentioned, this order value can be equal to the number of teeth of the wheel with which the pendular damping device is associated, or be between 0.9 times and 1.1 times this number of teeth.
Plusieurs cavités, par exemple deux cavités, se succèdent par exemple lorsque l’on se déplace autour de l’axe de la roue, et chacune de ces cavités peut recevoir un corps pendulaire roulant dans cette dernière. Ces cavités sont par exemple uniformément réparties sur le support. Chaque cavité peut déboucher axialement de chaque côté du support. En variante chaque cavité peut déboucher axialement d’un côté seulement du support. En variante encore, il existe des cavités débouchant axialement de chaque côté du support et des cavités débouchant axialement d’un côté seulement du support. L’un des dispositifs d’amortissement pendulaires a par exemple son support avec sa ou ses cavités débouchant axialement de chaque côté du support, tandis que l’autre des dispositifs d’amortissement pendulaires a son support avec sa ou ses cavités débouchant axialement d’un seul côté du support. Comme déjà mentionné, ce support peut être la roue elle-même. Le cas échéant, chaque extrémité axiale d’une cavité peut être obturée par une plaque qui peut être commune ou non à toutes les cavités ménagées dans le support.Several cavities, for example two cavities, follow one another for example when one moves around the axis of the wheel, and each of these cavities can receive a pendular body rolling in the latter. These cavities are for example uniformly distributed on the support. Each cavity can emerge axially on each side of the support. As a variant, each cavity can emerge axially on only one side of the support. As a further variant, there are cavities opening axially on each side of the support and cavities opening axially on only one side of the support. One of the pendular damping devices has, for example, its support with its cavity or cavities opening axially on each side of the support, while the other of the pendular damping devices has its support with its cavity or cavities opening axially from one side of the support. As already mentioned, this support can be the wheel itself. If necessary, each axial end of a cavity can be closed off by a plate which may or may not be common to all the cavities made in the support.
L’invention n’est pas limitée au choix d’un dispositif d’amortissement mettant en œuvre un corps pendulaire roulant dans une cavité. D’autres variantes sont possibles comme celles dans lesquelles un ou plusieurs organes de roulement sont interposés entre le corps pendulaire et son support, auxquels cas plusieurs pistes de roulement sont interposées entre le support et le corps pendulaire. Toutes les variantes illustrées sur la Figure 30.1 de la page 529 du volume 4 de la 3èmeédition de l’ouvrage "Practical Solution of Torsional Vibration Problems, with Examples from Marine, Electrical, Aeronautical and Automobile Engineering Practice » de W. Ker Wilson” peuvent être utilisées dans le cadre de la présente demande.The invention is not limited to the choice of a damping device implementing a pendular body rolling in a cavity. Other variants are possible such as those in which one or more rolling members are interposed between the pendular body and its support, in which case several rolling tracks are interposed between the support and the pendular body. All variants illustrated in Figure 30.1 on page 529 of volume 4 of the 3rd edition of the book "Practical Solution of Torsional Vibration Problems, with Examples from Marine, Electrical, Aeronautical and Automobile Engineering Practice" by W. Ker Wilson ” can be used in the context of this application.
Chaque corps pendulaire comprend par exemple deux masses pendulaires solidarisées entre elles et disposées l’une par rapport à l’autre de part et d’autre du support. La solidarisation peut se faire via un ou plusieurs rivets, comme divulgué dans la demande DE 102 24 874.Each pendular body comprises, for example, two pendular masses secured to one another and arranged one relative to the other on either side of the support. The connection can be made via one or more rivets, as disclosed in application DE 102 24 874.
La solidarisation de ces deux masses pendulaires peut en variante se faire via un organe de liaison définissant une piste de roulement pour un organe de roulement guidant le déplacement par rapport au support du corps pendulaire, comme divulgué dans la demande EP 2 769 118.The joining of these two pendular masses can alternatively be done via a connecting member defining a rolling track for a rolling member guiding the movement relative to the support of the pendular body, as disclosed in application EP 2 769 118.
En variante encore, le dispositif d’amortissement pendulaire peut comprendre deux supports rigidement fixés entre eux, et le corps pendulaire, monobloc ou constitué de plusieurs masses pendulaires mobiles ou non entre elles, peut être disposé axialement entre ces deux supports, comme divulgué dans la demande WO 2012/150401.As a further variant, the pendular damping device may comprise two supports rigidly fixed to each other, and the pendulum body, one-piece or consisting of several pendular masses which may or may not be mobile with each other, may be arranged axially between these two supports, as disclosed in the application WO 2012/150401.
L’une au moins des roues, notamment chacune de la roue menante et de la roue menée, peut avoir ses dents s’étendant chacune parallèlement à l’axe de rotation de ladite roue. Dans ce cas, chaque dent présente sur toute sa dimension axiale une projection dans un plan orthogonal à l’axe de rotation de la roue qui reste constante et exactement superposable d’une extrémité axiale de la dent à l’autre.At least one of the wheels, in particular each of the drive wheel and the driven wheel, may have its teeth each extending parallel to the axis of rotation of said wheel. In this case, each tooth presents over its entire axial dimension a projection in a plane orthogonal to the axis of rotation of the wheel which remains constant and exactly superimposable from one axial end of the tooth to the other.
Dans un tel cas, la ou les pistes de roulement permettant le déplacement du corps pendulaire par rapport au support peuvent être ménagées de manière à guider le déplacement du corps pendulaire exclusivement selon une direction perpendiculaire à l’axe de rotation de la roue à laquelle est associé le dispositif d’amortissement pendulaire auquel appartient ce corps pendulaire.In such a case, the rolling track(s) allowing the movement of the pendulum body relative to the support can be arranged so as to guide the movement of the pendulum body exclusively in a direction perpendicular to the axis of rotation of the wheel to which it is associated with the pendular damping device to which this pendular body belongs.
Dans une variante, l’une au moins des roues, notamment chacune de la roue menante et de la roue menée, peut avoir ses dents s’étendant chacune de manière hélicoïdale autour de l’axe de rotation de ladite roue. L’angle d’hélice peut être compris entre 16° et 32°, par exemple. Dans ce cas, chaque dent présente sur toute sa dimension axiale une projection dans un plan orthogonal à l’axe de rotation de la roue qui reste constante et se déplace d’une extrémité axiale de la dent à l’autre. Dans un tel cas, la ou les pistes de roulement permettant le déplacement du corps pendulaire par rapport au support peuvent être ménagées de manière à guider le déplacement du corps pendulaire exclusivement selon une direction non perpendiculaire à l’axe de rotation de la roue à laquelle est associé le dispositif d’amortissement pendulaire auquel appartient ce corps pendulaire. Cette direction de déplacement et la perpendiculaire à l’axe de rotation de la roue peuvent définir un angle égal à l’angle existant entre la direction d’extension de chaque dent et l’axe de rotation de la roue.Alternatively, at least one of the wheels, in particular each of the drive wheel and the driven wheel, may have its teeth each extending helically around the axis of rotation of said wheel. The helix angle can be between 16° and 32°, for example. In this case, each tooth presents over its entire axial dimension a projection in a plane orthogonal to the axis of rotation of the wheel which remains constant and moves from one axial end of the tooth to the other. In such a case, the raceway(s) allowing movement of the pendulum body relative to the support may be arranged so as to guide the movement of the pendulum body exclusively in a direction not perpendicular to the axis of rotation of the wheel to which is associated with the pendular damping device to which this pendular body belongs. This direction of movement and the perpendicular to the axis of rotation of the wheel can define an angle equal to the angle existing between the direction of extension of each tooth and the axis of rotation of the wheel.
Dans tout ce qui précède, le premier et le deuxième dispositif d’amortissement pendulaire peuvent être choisis de manière à vérifier la relation :In all the above, the first and the second pendular damping device can be chosen so as to verify the relationship:
où Rgi, si,miet ri, désignent respectivement pour un dispositif d’amortissement pendulaire associé à la roue d’indice « i » :where R gi , s i , m i and r i , denote respectively for a pendulum damping device associated with the wheel with index “i”:
- la distance entre le centre de gravité du corps pendulaire unique modélisant tous les corps pendulaires de ce dispositif et l’axe de rotation du support du dispositif d’amortissement pendulaire lorsque ce corps pendulaire unique est dans la position de repos,- the distance between the center of gravity of the single pendulum body modeling all the pendulum bodies of this device and the axis of rotation of the support of the pendulum damping device when this single pendulum body is in the rest position,
- la plus grande distance que peut parcourir le long de la piste de roulement le corps pendulaire unique depuis sa position de repos,- the greatest distance that the single pendular body can travel along the rolling track from its rest position,
- le poids de ce corps pendulaire unique, et- the weight of this unique pendular body, and
-le rayon de la roue à laquelle le dispositif d’amortissement pendulaire est associé. -the radius of the wheel with which the pendulum damping device is associated .
L’appartenance à la plage de valeurs précitée permet de rapprocher la capacité d’absorption fournie par chaque dispositif d’amortissement pendulaire de la paire « roue menante / roue menée ». Dans un cas particulier, le rapport précité est égal à 1, de sorte que chaque dispositif d’amortissement pendulaire présente une même capacité d’absorption de l’irrégularité de couple responsable du sirènement.Belonging to the aforementioned range of values makes it possible to bring the absorption capacity provided by each pendular damping device closer to the "driving wheel / driven wheel" pair. In a particular case, the aforementioned ratio is equal to 1, so that each pendulum damping device has the same capacity for absorbing the torque irregularity responsible for the siren.
Dans tout ce qui précède, la roue menante peut engrener directement avec la roue menée.In all of the above, the drive wheel can mesh directly with the driven wheel.
En variante, un organe intermédiaire telle qu’une chaîne ou une courroie est interposée entre la roue menante et la roue menée pour transmettre le couple de l’une vers l’autre.Alternatively, an intermediate member such as a chain or a belt is interposed between the driving wheel and the driven wheel to transmit the torque from one to the other.
Dans tout ce qui précède, le réducteur peut être uniquement formé par la paire « roueIn all of the above, the reducer can only be formed by the “wheel” pair.
menante/ roue menée ». En variante, le réducteur peut comprendre plusieurs roues successivement disposées dans le chemin du couple transmis depuis le moteur électrique vers une ou plusieurs roues du véhicule aptes à venir en contact avec le sol. Exceptées les deux roues d’extrémité du réducteur, chacune de ces roues peut ainsi former une roue menée vis-à-vis de la roue qui la précède dans le chemin du couple et une roue menante vis-à-vis de la roue qui la suit dans ce chemin du couple.drive/driven wheel”. As a variant, the reducer may comprise several wheels successively arranged in the path of the torque transmitted from the electric motor to one or more wheels of the vehicle capable of coming into contact with the ground. Except for the two end wheels of the reducer, each of these wheels can thus form a driven wheel with respect to the wheel which precedes it in the torque path and a drive wheel with respect to the wheel which precedes it. follows in this path of the couple.
Lorsque plusieurs roues sont présentes, chacune de ces roues peut être associée à un dispositif d’amortissement pendulaire. En variante, lorsque plusieurs roues sont présentes, seules certaines d’entre elles peuvent être associées à un dispositif d’amortissement pendulaire. Dans cette dernière variante, il peut y avoir une ou plusieurs roues non associées à un dispositif d’amortissement pendulaire qui sont interposées dans le chemin du couple entre deux roues associée chacune à un dispositif d’amortissement pendulaire, et l’une de ces deux roues peut former une roue menante au sens de la présente demande tandis que l’autre de ces deux roues peut former une roue menée au sens de la présente demande. Autrement dit, la roue menante et la roue menée qui ont chacune un dispositif d’amortissement pendulaire associé ne sont pas nécessairement des roues consécutives dans le chemin du couple transmis par le réducteur.When several wheels are present, each of these wheels can be associated with a pendulum damping device. Alternatively, when several wheels are present, only some of them can be associated with a pendulum damping device. In this last variant, there may be one or more wheels not associated with a pendulum damping device which are interposed in the path of the torque between two wheels each associated with a pendulum damping device, and one of these two wheels can form a driving wheel within the meaning of the present application while the other of these two wheels can form a driven wheel within the meaning of the present application. In other words, the drive wheel and the driven wheel, which each have an associated pendular damping device, are not necessarily consecutive wheels in the path of the torque transmitted by the reducer.
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un ensemble de propulsionAnother subject of the invention, according to another of its aspects, is a propulsion assembly
pour véhicule électrique ou hybride, comprenant :for an electric or hybrid vehicle, comprising:
- un moteur électrique générant un couple pour déplacer le véhicule, et- an electric motor generating torque to move the vehicle, and
- le réducteur tel que défini ci-dessus.- the reducer as defined above.
Un tel ensemble peut encore comprendre au moins une roue de véhicule apte à venir en contact avec le sol, à laquelle est couplé le réducteur. Le réducteur peut être soit directement couplé à la roue, soit être monté sur un différentiel de train avant ou sur un différentiel de train arrière de véhicule. Le cas échéant, plusieurs ensembles de propulsion similaires peuvent être embarqués sur le véhicule.Such an assembly may further comprise at least one vehicle wheel capable of coming into contact with the ground, to which the reducer is coupled. The reduction gear can either be directly coupled to the wheel, or be mounted on a front axle differential or on a vehicle rear axle differential. If necessary, several similar propulsion sets can be carried on the vehicle.
Le moteur électrique peut présenter une puissance électrique nominale supérieure ou égale à 5 kW, à 15 kW, à 25 kW, à 50 kW, à 100kW ou à 300 kW.The electric motor may have a nominal electric power greater than or equal to 5 kW, 15 kW, 25 kW, 50 kW, 100 kW or 300 kW.
Le moteur électrique peut être un moteur synchrone ou un moteur asynchrone.The electric motor can be a synchronous motor or an asynchronous motor.
Le véhicule peut être un véhicule électrique ou un véhicule hybride.The vehicle may be an electric vehicle or a hybrid vehicle.
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d’un exemple non limitatif de mise en œuvre de celle-ci et à l’examen du dessin annexé sur lequel :The invention can be better understood on reading the following description of a non-limiting example of its implementation and on examining the appended drawing in which:
mise en œuvre de l’invention,implementation of the invention,
œuvre de l’invention, ce réducteur étant intégré dans un ensemble de propulsion,work of the invention, this reducer being integrated into a propulsion assembly,
mise en œuvre de l’invention montrant l’agencement du dispositif d’amortissement penduimplementation of the invention showing the arrangement of the hanging damping device
laire,
etAnd
pendulaires qui peuvent s’appliquer dans le cadre de la présente invention.commuters that can be applied in the context of the present invention.
On a représenté sur la figure 1 une paire de roues 2 faisant partie d’un réducteur 3There is shown in Figure 1 a pair of wheels 2 forming part of a reducer 3
d’un ensemble de propulsion 1 pour véhicule électrique ou hybride.of a propulsion unit 1 for an electric or hybrid vehicle.
Ce réducteur 3 peut être soit directement couplé à une roue 100 du véhicule venant en contact du sol, soit être monté sur un différentiel 100 de train avant ou sur un différentiel 100 de train arrière de véhicule.This reducer 3 can either be directly coupled to a wheel 100 of the vehicle coming into contact with the ground, or be mounted on a differential 100 of the front axle or on a differential 100 of the rear axle of the vehicle.
L’ensemble comprend, en plus du réducteur 3, un moteur électrique 101 pour la propulsion totale ou partielle du véhicule électrique ou hybride. Ce moteur électrique 101 est de façon connue un moteur synchrone ou un moteur asynchrone. Il s’agit par exemple d’un moteur électrique présentant une puissance électrique nominale supérieure ou égale à 5 kW, à 15 kW, à 25 kW, à 50 kW, à 100kW ou à 300 kW.The assembly comprises, in addition to the reducer 3, an electric motor 101 for the total or partial propulsion of the electric or hybrid vehicle. This electric motor 101 is in known manner a synchronous motor or an asynchronous motor. This is for example an electric motor having a nominal electrical power greater than or equal to 5 kW, 15 kW, 25 kW, 50 kW, 100 kW or 300 kW.
Comme on peut le voir sur la figure 1, chaque roue 2 de la paire considérée engrène directement avec l’autre roue 2 de cette paire pour transmettre le couple généré par le moteur électrique au moyen de dents 4. L’une de ces roues 2 est par exemple montée sur l’arbre de sortie du moteur électrique 101.As can be seen in Figure 1, each wheel 2 of the pair considered meshes directly with the other wheel 2 of this pair to transmit the torque generated by the electric motor by means of teeth 4. One of these wheels 2 is for example mounted on the output shaft of the electric motor 101.
Chaque roue 2 présente par exemple ses dents droites, c’est-à-dire qu’elle s’étendent chacune selon un axe parallèle à l’axe de rotation de la roue.Each wheel 2 has for example its straight teeth, that is to say they each extend along an axis parallel to the axis of rotation of the wheel.
Dans la variante de la figure 2 et comme on peut mieux le voir sur les figures 3 et 4, les roues 2 ont leurs dents 4 qui s’étendent chacune de manière hélicoïdale d’une extrémité axiale à l’autre de la roue 2. Chaque dent 4 ménage ainsi un angle α avec l’axe de rotation (X) de la roue.In the variant of Figure 2 and as can be better seen in Figures 3 and 4, the wheels 2 have their teeth 4 which each extend in a helical manner from one axial end to the other of the wheel 2. Each tooth 4 thus forms an angle α with the axis of rotation (X) of the wheel.
La roue 2 en amont dans le chemin du couple transmis forme une roue menante tandis que la roue 2 en aval dans le chemin du couple transmis forme une roue menée.The wheel 2 upstream in the transmitted torque path forms a drive wheel while the wheel 2 downstream in the transmitted torque path forms a driven wheel.
La roue menante présente par exemple un rayon inférieur à celui de la roue menée. La roue menante présente par exemple un premier nombre de dents Z1compris entre 20 et 30, tandis que la roue menée présente alors un deuxième nombre de dents Z2compris entre 70 et 90.The driving wheel has for example a radius smaller than that of the driven wheel. The driving wheel has for example a first number of teeth Z 1 comprised between 20 and 30, while the driven wheel then has a second number of teeth Z 2 comprised between 70 and 90.
Comme on peut le voir sur la figure 1, chaque roue 2 peut être associée à un dispositif d’amortissement pendulaire 5. Bien que dans l’exemple décrit les deux roues 2 auxquelles sont associés des dispositifs d’amortissement pendulaire 5 soient des roues consécutives dans le chemin du couple transmis par le réducteur 3, l’invention n’y est pas limitée. L’invention couvre aussi le cas où une ou plusieurs roues 2 sans dispositif d’amortissement pendulaire associé sont interposées dans le chemin du couple entre deux roues 2 étant chacune associée à un dispositif d’amortissement pendulaire 5.As can be seen in Figure 1, each wheel 2 can be associated with a pendular damping device 5. Although in the example described the two wheels 2 with which pendular damping devices 5 are associated are consecutive wheels in the path of the torque transmitted by the reducer 3, the invention is not limited thereto. The invention also covers the case where one or more wheels 2 without associated pendulum damping device are interposed in the path of the torque between two wheels 2 each being associated with a pendulum damping device 5.
Chaque dispositif d’amortissement pendulaire 5 comprend de façon connue un support 6 et, dans l’exemple considéré, une pluralité de corps pendulaires 7 mobiles par rapport à ce support 6. Chaque support 6 est par exemple associé à au moins deux corps pendulaires 7.Each pendular damping device 5 comprises, in known manner, a support 6 and, in the example considered, a plurality of pendular bodies 7 movable with respect to this support 6. Each support 6 is for example associated with at least two pendular bodies 7 .
Le support 6 peut être formé par la roue 2 elle-même :The support 6 can be formed by the wheel 2 itself:
- pour l’une au moins des roues 2 de la paire « roue menante / roue menée », ou- for at least one of wheels 2 of the "driving wheel / driven wheel" pair, or
- pour chacune de ces roues 2, ou- for each of these 2 wheels, or
- pour aucune de ces roues 2.- for none of these wheels 2.
Lorsque le support 6 n’est pas formé par une roue 2, il peut être formé par un flasque rapporté directement ou non sur cette roue, étant solidaire en rotation ou en totalité de cette roue 2. Le flasque est par exemple riveté, soudé ou vissé sur la roue 2.When the support 6 is not formed by a wheel 2, it can be formed by a flange attached directly or not to this wheel, being integral in rotation or in its entirety with this wheel 2. The flange is for example riveted, welded or bolted to wheel 2.
Dans l’exemple de la figure 2, tous les supports 6 sont formés par les roues 2 elles-mêmes.In the example of Figure 2, all the supports 6 are formed by the wheels 2 themselves.
Dans l’exemple de la figure 2, chaque corps pendulaire 7 roule dans une cavité 8 ménagée dans la roue 2. Chaque corps pendulaire 7 présente ici une forme cylindrique. Cette cavité 8 débouche axialement de chaque côté de la roue 2 pour certaines roues 2, tandis qu’elle débouche axialement d’un côté seulement de la roue 2 pour d’autres roues 2 du réducteur 3.In the example of Figure 2, each pendulum body 7 rolls in a cavity 8 formed in the wheel 2. Each pendulum body 7 here has a cylindrical shape. This cavity 8 opens axially on each side of wheel 2 for certain wheels 2, while it opens axially on only one side of wheel 2 for other wheels 2 of reducer 3.
Afin d’éviter la perte des corps pendulaires 7, chaque extrémité axiale d’une cavité 8 est dans l’exemple considéré fermée par une plaque 10, qui peut être commune à tous les corps pendulaires 7 du dispositif d’amortissement pendulaire 5, et qui est ici rapportée sur la roue 2 au niveau de l’extrémité axiale de celle-ci.In order to avoid the loss of the pendulum bodies 7, each axial end of a cavity 8 is in the example considered closed by a plate 10, which can be common to all the pendulum bodies 7 of the pendulum damping device 5, and which is here attached to the wheel 2 at the axial end thereof.
La paroi de chaque cavité 8 forme ici une piste de roulement pour le corps pendulaire 7 correspondant, et cette piste a une forme choisie pour le corps pendulaire en question soit accordé à une valeur d’ordre correspondant au nombre de dents 4 de la roue 2 à laquelle ce corps pendulaire 7 est associé. Cette valeur d’ordre est par exemple égale au nombre de dents 4 de cette roue 2.The wall of each cavity 8 here forms a running track for the corresponding pendulum body 7, and this track has a shape chosen for the pendulum body in question is granted to an order value corresponding to the number of teeth 4 of the wheel 2 to which this pendular body 7 is associated. This order value is for example equal to the number of teeth 4 of this wheel 2.
Au sein d’une paire « roue menante / roue menée », le rapport entre la valeur d’ordre à laquelle sont accordés les corps pendulaires 7 du dispositif d’amortissement pendulaire 5 associé à la roue menante et la valeur d’ordre à laquelle sont accordés les corps pendulaires 7 du dispositif d’amortissement pendulaire 5 associé à la roue menée peut être égal au rapport entre le nombre de dents 4 de la roue menante et le nombre de dents 4 de la roue menée, ou ce rapport entre valeurs d’ordre peut être compris entre 0,9 fois et 1,1 fois le rapport entre nombres de dents.Within a "driving wheel/driven wheel" pair, the ratio between the order value to which the pendular bodies 7 of the pendulum damping device 5 associated with the driving wheel are tuned and the order value to which are tuned the pendulum bodies 7 of the pendulum damping device 5 associated with the driven wheel can be equal to the ratio between the number of teeth 4 of the driving wheel and the number of teeth 4 of the driven wheel, or this ratio between values d The order can be between 0.9 times and 1.1 times the ratio between numbers of teeth.
On constate encore dans l’exemple de la figure 2, ainsi que sur les figures 3 et 4, que les cavités 8 sont ménagées de manière à ce que le déplacement par rapport au support 6 du corps pendulaire 7 reçu dans cette cavité 8 se fasse exclusivement dans une direction non perpendiculaire à l’axe de rotation (X) de la roue 2. Dans l’exemple de la figure 2 et sur les figures 3 et 4, cette direction définit avec l’axe de rotation (X) de la roue 2 un angle dont la valeur en degrés est égale àIt can also be seen in the example of FIG. 2, as well as in FIGS. 3 and 4, that the cavities 8 are arranged so that the movement relative to the support 6 of the pendulum body 7 received in this cavity 8 takes place exclusively in a direction not perpendicular to the axis of rotation (X) of the wheel 2. In the example of FIG. 2 and in FIGS. 3 and 4, this direction defines with the axis of rotation (X) of the wheel 2 an angle whose value in degrees is equal to
Plus précisément dans l’exemple considéré, en considérant une paire « roueMore precisely in the example considered, considering a “wheel” pair
menante / roue menée », les dispositifs d’amortissement pendulaires 5 associés à ces roues 2drive / driven wheel", the 5 pendular damping devices associated with these 2 wheels
peuvent être choisis de manière à ce que le ratio suivant soit dans la plage de valeurscan be chosen so that the following ratio is in the range of values
mentionnée ci-dessous où l’indice « 1 » correspond à la roue menante et l’indice « 2 » correspond à la roue menée :mentioned below where the index “1” corresponds to the drive wheel and the index “2” corresponds to the driven wheel:
où Rgi, si,miet ri, désignent respectivement pour un dispositif d’amortissement pendulaire associé à la roue d’indice « i » :where R gi , s i , m i and r i , denote respectively for a pendulum damping device associated with the wheel with index “i”:
- la distance entre le centre de gravité du corps pendulaire unique modélisant tous les corps pendulaires 7 et l’axe de rotation de la roue 2 formant le support 6 du dispositif d’amortissement pendulaire lorsque ce corps pendulaire unique est dans la position de repos,- the distance between the center of gravity of the single pendulum body modeling all the pendulum bodies 7 and the axis of rotation of the wheel 2 forming the support 6 of the pendulum damping device when this single pendulum body is in the rest position,
- la plus grande distance que peut parcourir le long de la piste de roulement dans la cavité 8 le corps pendulaire unique modélisant tous les corps pendulaires 7 depuis sa position de repos,- the greatest distance that can travel along the rolling track in the cavity 8 the single pendulum body modeling all the pendulum bodies 7 from its rest position,
- le poids de ce corps pendulaire unique modélisant tous les corps pendulaires 7,- the weight of this unique pendulum body modeling all the pendulum bodies 7,
etAnd
- le rayon de la roue 2 formant le support 6 associé à ce corps pendulaire 7.- the radius of the wheel 2 forming the support 6 associated with this pendular body 7.
Lorsque le ratio ci-dessus est égal à 1, on s’assure que la capacité d’absorption duWhen the above ratio is equal to 1, it is ensured that the absorption capacity of the
sirènement fourni pour chaque dispositif d’amortissement pendulaire 5 de la paire « rouesiren provided for each pendulum damping device of the 5 "wheel pair
menante / roue menée » est le même au sein de cette paire.drive / driven wheel” is the same within this pair.
L’équation précédente [Math 3] se déduit des équations ci-dessous qui expriment respectivement :The previous equation [Math 3] is deduced from the equations below which express respectively:
- pour [Math 4] la capacité d’absorption par le corps pendulaire unique modélisant l’ensemble des corps pendulaire d’un dispositif d’amortissement pendulaire,- for [Math 4] the absorption capacity by the single pendulum body modeling all the pendulum bodies of a pendulum damping device,
- pour [Math 5] la relation entre les valeurs d’ordre et les vitesses de rotation,- for [Math 5] the relationship between order values and rotational speeds,
- pour [Math 6] la force exercée par chaque roue 2 de la paire « roue menante / roue menée » sur l’autre roue de cette paire du fait de la présence des dispositifs d’amortissement pendulaires 5 associés, lorsque ces roues 2 sont disposées consécutivement dans le chemin du couple- for [Math 6] the force exerted by each wheel 2 of the "driving wheel/driven wheel" pair on the other wheel of this pair due to the presence of the associated pendular damping devices 5, when these wheels 2 are arranged consecutively in the path of the couple
- pour [Math 7] la relation précitée entre les valeurs d’ordre et les nombres de dents des deux roues considérées, et- for [Math 7] the aforementioned relationship between the order values and the numbers of teeth of the two wheels considered, and
- pour [Math 8] la relation entre vitesses angulaires de rotation et nombre de dents des deux roues considérées :- for [Math 8] the relation between angular speeds of rotation and number of teeth of the two wheels considered:
où nidésigne la valeur d’ordre à laquelle est accordé ce corps pendulaire 7 et Ωidésigne la vitesse angulaire de rotation de la roue 2 formant le support 6 pour ce corps pendulaire 7,where n i designates the order value to which this pendulum body 7 is tuned and Ω i designates the angular speed of rotation of the wheel 2 forming the support 6 for this pendulum body 7,
L’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits.The invention is not limited to the examples which have just been described.
Les dispositifs d’amortissement pendulaires 5 peuvent en particulier être autres que desThe pendular damping devices 5 may in particular be other than
corps pendulaires 7 roulant dans des cavités 8. Ainsi des corps pendulaires 7 guidés par unpendular bodies 7 rolling in cavities 8. Thus pendular bodies 7 guided by a
ou plusieurs organes de roulement roulant eux même dans une cavité selon les exemples desor several running gears themselves rolling in a cavity according to the examples of
figures 5 ou 6 peuvent en variante être utilisés.Figures 5 or 6 may alternatively be used.
Claims (10)
comprenant :
- une roue menante (2) comprenant un premier nombre de dents (Z1), et apte à recevoir un couple généré par un moteur électrique,
- une roue menée (2), comprenant un deuxième nombre de dents (Z2), et apte à transmettre le couple reçu de la roue menante à une ou plusieurs roues du véhicule venant en contact avec le sol,
le réducteur (3) comprenant encore :
- un premier dispositif d’amortissement pendulaire (5) associé à la roue menante, ayant un support (6) solidaire en rotation de la roue menante, et accordé au premier nombre de dents (Z1) de cette roue menante, et
- un deuxième dispositif d’amortissement pendulaire (5) associé à la roue menée, ayant un support (6) solidaire en rotation de la roue menée, et accordé au deuxième nombre de dents (Z2) de la roue menée.Reducer (3) for electric or hybrid vehicle powertrain,
including:
- a drive wheel (2) comprising a first number of teeth (Z 1 ), and able to receive a torque generated by an electric motor,
- a driven wheel (2), comprising a second number of teeth (Z 2 ), and able to transmit the torque received from the driving wheel to one or more wheels of the vehicle coming into contact with the ground,
the reducer (3) further comprising:
- a first pendular damping device (5) associated with the drive wheel, having a support (6) integral in rotation with the drive wheel, and tuned to the first number of teeth (Z 1 ) of this drive wheel, and
- a second pendular damping device (5) associated with the driven wheel, having a support (6) integral in rotation with the driven wheel, and tuned to the second number of teeth (Z 2 ) of the driven wheel.
supérieur au premier nombre de dents (Z1).Reducer according to Claim 1, in which the second number of teeth (Z 2 ) is
greater than the first number of teeth (Z 1 ).
d’amortissement pendulaires (5) a son support (6) distinct de la roue (2) à laquelle il est associé.Reducer according to Claim 1 or 2, in which at least one of the devices
pendulum damping (5) has its support (6) distinct from the wheel (2) with which it is associated.
des dispositifs d’amortissement pendulaires (5) a son support (6) formé par la roue (2) à laquelle il est associé.Reducer according to any one of Claims 1 to 3, in which at least one
pendulum damping devices (5) has its support (6) formed by the wheel (2) with which it is associated.
l’un au moins des dispositifs d’amortissement pendulaires (5) comprend au moins un
corps pendulaire (7) roulant dans une cavité (8) ménagée dans le support (6).Reducer according to any one of the preceding claims, in which
at least one of the pendular damping devices (5) comprises at least one
pendular body (7) rolling in a cavity (8) formed in the support (6).
au moins des roues (2) a ses dents (4) s’étendant chacune parallèlement à l’axe de rotation (X) de ladite roue (2).Reducer according to any one of the preceding claims, in which one
at least one of the wheels (2) has its teeth (4) each extending parallel to the axis of rotation (X) of said wheel (2).
au moins des roues (2) a ses dents (4) s’étendant chacune de manière hélicoïdale autour de l’axe de rotation (X) de ladite roue.Reducer according to any one of the preceding claims, in which one
at least one of the wheels (2) has its teeth (4) each extending helically around the axis of rotation (X) of said wheel.
premier et le deuxième dispositif d’amortissement pendulaire (5) sont choisis de manière à vérifier la relation :
où Rgi, si,mi et ri, désignent respectivement pour un dispositif d’amortissement pendulaire d’indice « i » :
- la distance entre le centre de gravité du corps pendulaire unique modélisant tous les corps pendulaires (7) et l’axe de rotation (X) du support du dispositif d’amortissement pendulaire lorsque ce corps pendulaire unique est dans la position de repos,
- la plus grande distance que peut parcourir le corps pendulaire unique modélisant tous les corps pendulaires (7) le long de la piste de roulement qui lui est associée depuis sa position de repos,
- le poids du corps pendulaire unique modélisant tous les corps pendulaires (7), et
- le rayon de la roue (2) à laquelle le dispositif d’amortissement pendulaire (5) est associé.Reducer according to any one of the preceding claims, in which the
first and second pendular damping device (5) are chosen so as to verify the relationship:
where Rgi, si, mi and ri denote respectively for a pendular damping device of index “i”:
- the distance between the center of gravity of the single pendulum body modeling all the pendulum bodies (7) and the axis of rotation (X) of the support of the pendulum damping device when this single pendulum body is in the rest position,
- the greatest distance that the single pendulum body can travel, modeling all the pendulum bodies (7) along the running track associated with it from its rest position,
- the weight of the single pendulum body modeling all the pendulum bodies (7), and
- the radius of the wheel (2) to which the pendulum damping device (5) is associated.
menante engrène directement avec la roue menée.Reducer according to any one of the preceding claims, in which the wheel
driving gear meshes directly with the driven wheel.
- un moteur électrique (101), et
- le réducteur (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes.Propulsion assembly (1) comprising:
- an electric motor (101), and
- the reducer (3) according to any one of the preceding claims.
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| FR3128165A1 (en) | 2021-10-14 | 2023-04-21 | Valeo Embrayages | Electric or hybrid vehicle propulsion system |
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|---|---|
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